Ława fundamentowa - co to jest i jak prawidłowo wykonać ławę fundamentową?

Podstawą każdego budynku są fundamenty. Są to najniżej posadowione elementy konstrukcji budynku. Aby budynek był wykonany solidnie, zapewniał nienaruszalność konstrukcji oraz bardzo długie i bezproblemowe użytkowanie, niezbędne są prawidłowo dobrane, zaprojektowane i wykonane fundamenty. Ze względu na sposób posadowienia można wyróżnić fundamenty bezpośrednie, realizowane w postaci płyt fundamentowych, stóp fundamentowych, ław fundamentowych, które przekazują obciążenie bezpośrednio na grunt pod fundamentem oraz fundamenty pośrednie, przekazujące obciążenie na głębiej występujące warstwy nośne gruntu i są to m.in.: pale fundamentowe, studnie fundamentowe oraz ściany szczelinowe. W tym artykule skupimy się na omówieniu ław fundamentowych, gdyż w przypadku projektowania i budowy budynków mieszkalnych jednorodzinnych jest to dominująca forma fundamentów.

Ława fundamentowa to najniżej położona część obiektu budowlanego, przejmująca obciążenia ze ścian fundamentowych i przekazująca je bezpośrednio na grunt.

Spód ław fundamentowych powinien być posadowiony poniżej poziomu przemarzania gruntu i w zależności od regionu mieści się to w przedziale: 80 ÷ 140 [cm] poniżej poziomu terenu. Podyktowane jest to koniecznością uniknięcia możliwości zamarznięcia gruntu pod ławą fundamentową. W takim przypadku zmiana objętości zamarzającego gruntu może spowodować nieoczekiwane naprężenia konstrukcji, których dalszym skutkiem może być uszkodzenie budynku.

Ławy fundamentowe na ogół projektuje się i wykonuje jako zbrojone, rzadziej niezbrojone. Obecnie przeważająca większość ław to ławy żelbetowe.

Wymiary ławy fundamentowej:

Oczywiście należy tu zaznaczyć, że w szczególnych przypadkach, takich jak ponadstandardowe wysokie obciążenia lub/i niska wytrzymałość gruntu zaprojektowane wymiary ław fundamentowych mogą zostać zwiększone i wynikać będą z indywidualnego projektu (np. w przypadku ławy pod rząd słupów, gdzie być może występować duże jej zginanie górą pomiędzy słupami, należy zastosować większą wysokość).

W pewnych przypadkach, takich jak ukształtowanie terenu budowy (znaczące spadki) lub częściowe podpiwniczenie domu stosuje się tzw. ławy schodkowe. Takie rozwiązanie podyktowane jest przesłanką głównie ekonomiczną. Nie ma uzasadnienia technicznego wykonywania ław fundamentowych na tej samej rzędnej (tj. tym samym poziomie), gdy np. mamy do czynienia z dużym nachyleniem terenu działki. W takich przypadkach, jeżeli grunty na to pozwalają, stosuje się schodkowanie ław. Dzięki temu zabiegowi można zaoszczędzić na materiale oraz pracach ziemnych. Najczęściej wykonuje się schodki o wysokości 30-50 cm. Kąt nachylenia ławy schodkowej powinien być zbliżony do kąta tarcia wewnętrznego gruntu.

Ławy fundamentowe wykonuje się z betonu na ogół zbrojonego stalą zbrojeniową, czyli z żelbetu. Mieszanki betonowe stosowane do ław fundamentowych projektuje się klasy min. C16/20, najczęściej C20/25. W przypadku większych budynków klasa betonu może być jeszcze wyższa.

Dobór klasy betonu, zbrojenia ław, jak i wymiarów spoczywa na projektancie i jest dostosowany do konkretnego budynku i warunków gruntowych. Ważna natomiast jest odpowiednia pielęgnacja betonu w pierwszym okresie jego wiązania, czyli nabierania wytrzymałości. W wiążącym betonie zachodzą procesy chemiczne, które wymagają obecności odpowiedniej, zaprojektowanej ilości wody. Woda ta nie może więc samoistnie odparowywać, dlatego pielęgnacja betonu wymaga zraszania zewnętrznych jego powierzchni, uniemożliwiając w ten sposób odparowywanie wody z wnętrza wiążącej mieszanki betonowej. Ma to na celu ograniczenie spękań i zarysowań betonu w procesie jego wiązania.

Wykonanie ław fundamentowych dobrze jest powierzyć wykonawcy posiadającemu odpowiednią wiedzę i doświadczenie oraz dysponującemu koniecznym sprzętem i narzędziami do ich wykonania. Prace związane z wykonywaniem ław fundamentowych powinny odbywać pod nadzorem uprawnionego kierownika budowy, którego zadaniem jest dbałość o wykonanie ich zgodnie z projektem, w oparciu o obowiązujące zasady wiedzy technicznej.

Czytaj także: "Organizacja budowy - jak zaplanowac budowę domu?"

Nie zaleca się własnoręcznego wykonywania fundamentów. Oczywistym wyjątkiem jest sytuacja, gdy Inwestorem jest osoba działająca w branży budowlanej i wykonująca tego typu prace jako usługi komercyjne. Inną sytuacją, kiedy można się zdecydować na samodzielne wykonanie ław fundamentowych, jest budowa niewielkiego budynku, jak np. budynek gospodarczy, drewutnia itp. Należy zdecydować się na metodę wykonania ław fundamentowych i postępować w taki sam sposób, jak profesjonalni wykonawcy. Poniżej jest opisany tryb postępowania przy realizacji tych robót.

Ławy fundamentowe wykonuje się na ogół w deskowaniach lub rzadziej bezpośrednio w gruncie.

Aby wykonać ławy fundamentowe w deskowaniach, należy wykonać roboty ziemne (wykopy) do poziomu około – 10 cm poniżej poziomu posadowienia ław i szerokości wykopu równej szerokości ławy powiększonej o minimum 60 cm z obu stron w celu umożliwienia pracy wykonawcom po obu stronach ławy. Następnie wykonuje się warstwę grubości około 10 cm z chudego betonu.

Ławy fundamentowe wykonuje się na tzw. podbetonie z „chudego” betonu klasy C8/10. Jest to warstwa betonu grubości do 10 cm wykonywana przed przystąpieniem do realizacji ław fundamentowych. Podbeton wykonuje się w pasie o około 10 cm szerszym (w obie strony) w stosunku do konkretnej ławy fundamentowej. Podbeton to warstwa wyrównująca pozwalająca wykonać ławy fundamentowe o odpowiednio dokładnej geometrii, a także pozwala uniknąć ewentualnego zabrudzenia deskowania lub zbrojenia np. w przypadku pojawienia się opadów i wykonywania ław fundamentowych wprost na gruncie.

Po związaniu i utwardzeniu się podbetonu (chudego betonu) można przystąpić do wykonywania deskowań ław fundamentowych. Prace te powinni wykonywać cieśle pod nadzorem kierownika budowy. Należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłową geometrię deskowań, tj. dokładną szerokość, wysokość, pionowość i brak krzywizn oraz na ich stabilność tj. odporność na jakiekolwiek odkształcenia podczas wylewania i wibrowania mieszanki betonowej.

Równocześnie z wykonywaniem deskowań można przygotowywać zbrojenie ław fundamentowych zgodnie z zaprojektowanym w projekcie technicznym w branży konstrukcyjnej. Obecnie stosuję się stal AIIIN fyk=500MPa. Najprostsze zbrojenie ławy fundamentowej (przy niewielkich jej wymiarach) to cztery pręty żebrowane zbrojenia głównego (dwa górą i dwa dołem) np. ø 12 połączone strzemionami w formie prostokąta ze stali żebrowanej ø 6 w rozstawie co 30 cm.

Następny etap to montaż gotowego zbrojenia w deskowaniach i ewentualne uzupełnienie brakujących prętów np. narożnych. Tutaj należy zwrócić szczególną uwagę na tzw. otulinę prętów zbrojeniowych, która w przypadku ław fundamentowych powinna wynosić 5 cm. Otulina zbrojenia to dystans pomiędzy prętem zbrojenia a powierzchnią deskowania, czyli w konsekwencji minimalna grubość betonu otaczającego pręty. Jest to ważne ze względu na zabezpieczenie zbrojenia przed dostępem powietrza i wilgoci a w konsekwencji korozją.

Ostatni etap to zalanie ław fundamentowych odpowiednią mieszanką betonową i co bardzo ważne bieżące wibrowanie układanej mieszanki wibratorami pogrążanymi. Ma to zabezpieczyć beton przez pojawieniem się tzw. „raków”, czyli niewielkich pustek w obrębie ław fundamentowych.

Aby wykonać ławy bezpośrednio w gruncie bez deskowań, należy przeprowadzić zbliżony ciąg prac, jak przy ławach w dekowaniu lecz z pewnymi oczywistymi różnicami. Przede wszystkim roboty ziemne ograniczamy do wykonania możliwie precyzyjnych rowów o geometrii przyszłej ławy, tzn. o głębokości równej wysokości ławy i szerokości równej szerokości ławy. Dno wykopu powinno być na poziomie posadowienia ławy, czyli jej spodu. Zbrojenie i betonowanie odbywa się podobnie jak w przypadku ławy fundamentowej wykonywanej w szalunkach.

Należy tu wyraźnie powiedzieć, że wprawdzie ławy wykonywane bezpośrednio w gruncie bez deskowań pozwalają ograniczyć czas ich wykonywania oraz ilość potrzebnych materiałów (brak deskowań), a co za tym idzie obniżyć ich koszt, to taka metoda nie daje możliwości wykonania tego ważnego elementu konstrukcji budynku z należytą dokładnością i precyzją. Ponadto metoda wykonywania ław fundamentowych w deskowaniach w dużej mierze uniezależnia ich prawidłową realizację od warunków atmosferycznych. W przypadku ław wykonywanych bezpośrednio w gruncie nagłe opady deszczu w trakcie ich wykonywania mogą wręcz zniweczyć dokonane do tego czasu prace. Jakość ław, ich wymiary, zabezpieczenie odpowiedniej otuliny itp. – to wszystko jest trudno osiągalne w tej metodzie.

Niezależnie od wybranej metody realizacji ław fundamentowych należy pamiętać o zamontowaniu ewentualnych łączników zwłaszcza w przypadku gdy ściany fundamentowe (lub piwnice) przewidziane są jako żelbetowe. Łączniki zbrojeniowe to pręty zabetonowane w ławach i wystające ponad nie w celu połączenia z prętami zbrojenia ścian lub słupów. Ilość tych łączników, ich średnica i rozmieszczenie wynikają z przewidzianego w projekcie zbrojenia ścian fundamentowych, ścian piwnic oraz słupów. Przy wypuszczaniu łączników należy pamiętać o ich odpowiednim zakotwieniu, które zależne jest od ich średnicy, kształtu oraz klasy betonu.

Reasumując. W przypadku lekkich budynków takich jak budynek gospodarczy lub niewielki garaż można zastosować uproszczoną metodę wykonywania ław fundamentowych bez deskowań, lecz w przypadku domu mieszkalnego należy jednoznacznie zarekomendować metodę wykonywania ław fundamentowych w deskowaniach.

Projekt ławy fundamentowej znajduje się w projekcie konstrukcyjnym, który jest elementem projektu technicznego.

W opisie technicznym projektu konstrukcyjnego zawarte są informacje związane z zastosowanymi materiałami m.in. klasą betonu i stali zbrojeniowej, określeniem strefy przemarzania i rodzaju gruntu. Wykaz stali zbrojeniowej oraz rysunki konstrukcyjne są również zawarte w projekcie konstrukcyjnym.

Zestawienie stali zbrojeniowej to stabelaryzowane i zsumowane zbrojenie pokazane na rysunkach wykonawczych. Znając numer rysunku, oznaczenie danej pozycji z projektu konstrukcyjnego (np. ławy fundamentowej) oraz numer pręta zbrojeniowego, z zestawienia stali, możemy odczytać sumaryczną długość oraz ciężar zbrojenia potrzebnego do wykonania danego elementu lub całości konstrukcji. Mając zestawienie stali, wiemy ile i jakiej średnicy zbrojenie należy zamówić w składzie budowlanym.

Rysunki konstrukcyjne zawierają przekroje przez poszczególne elementy ław fundamentowych z podaniem ich wymiarów, długości prętów, ich rozmieszczenia i zagęszczenia. Zazwyczaj to jeden przekrój, chyba że ławy są różnych szerokości lub występują schodkowania.

Rzut fundamentów pokazuje ich kształt i wymiary, ich poziom posadowienia, miejsca, z których należy wypuścić łączniki dla elementów konstrukcyjnych pierwszej kondygnacji (ściany żelbetowe, słupy, schody). Na rzucie fundamentów znajdują się opisy i numery elementów konstrukcyjnych (ławy, stopy fundamentowe), które w dalszej części projektu można znaleźć na rysunku szczegółowym oraz zestawieniu stali. Umieszcza się również uwagi dotyczące głębokości posadowienia, rodzaju gruntów, klasy betonu oraz inne niezbędne informacje.

Rozstrzygnięcie o sposobie fundamentowania budynku jest jedną z kluczowych decyzji, które podjąć musi projektant. Decyzja jest uwarunkowana kilkoma czynnikami. Jednym z ważniejszych jest rodzaj podłoża i ukształtowanie terenu. Wynik badań geologicznych lub geotektonicznych, najczęściej rozstrzygają o sposobie fundamentowania budynku. Płyta fundamentowa jest stosowana w przypadku trudnego podłoża, skomplikowanego ukształtowania terenu. Takie przypadki kierują projektanta do zaprojektowania płyty fundamentowej. Zadaniem płyty fundamentowej jest możliwie równomierne rozłożenie obciążeń na podłoże gruntowe, dlatego mają zastosowanie w przypadku usytuowania budynku na gruntach o relatywnie niskiej nośności.

W przypadku gruntów gdzie jest wysoki poziom wód gruntowych, a budynek ma być podpiwniczony, zaleca się stosowanie płyty zamiast ław. Podobnie sprawa się ma w przypadku budynków z garażami podziemnymi - wtedy płyta fundamentowa stanowi posadzkę garażu.

Wszystkie ściany zewnętrzne oraz wewnętrzne konstrukcyjne wymagają podparcia na ławie fundamentowej. Bilans kosztów i nakładu pracy, w takim przypadku może przemawiać na korzyść płyty fundamentowej. Płyta może wymagać pogrubienia jedynie pod ścianami konstrukcyjnymi przenoszonymi największe obciążenia i kominami lub słupami, które przekazują obciążenia skupione.

Poniżej podajemy zazwyczaj projektowane warstwy płyty:

Coraz bardziej popularnym rozwiązaniem jest posadowienie ławy na warstwie odpowiednio twardego styropianu.

Wytrzymałość mechaniczna płyty jest wysoka na całej jej powierzchni, dlatego ściany mogą zostać ułożone na całej powierzchni płyty, jednak miejsce przyłożenia ścian nośnych nie może odbiegać od założeń projektowych.

Określenie ceny wykonania ław fundamentowych nie jest możliwe w sposób jednoznaczny i stały, gdyż zależy od wielu zmieniających się czynników, zarówno w czasie, jak i w zależności od regionu.

Zwykle w ustaleniach z wykonawcą przedstawiany jest kosztorys ofertowy, sporządzony przez wykonawcę w oparciu o projekt, zawierający wszelkie składowe elementy ceny końcowej. Część wykonawców (zwłaszcza mniejszych firm rzemieślniczych, które nie dysponują możliwością sporządzenia profesjonalnego kosztorysu ofertowego) oferuje ceną ryczałtową, zwykle za metr sześcienny ław fundamentowych lub innych elementów żelbetowych budynku lub za metr kwadratowy rzutu budynku.

Warto przed wyborem wykonawcy zrobić rozeznanie w bliskiej okolicy i poradzić się funkcjonujących na tym rynku budowlanym fachowców. Najlepszą rekomendacją wykonawcy są dobre opinie tych Inwestorów, którzy już ten etap budowy domu mają za sobą. Należy jednak pamiętać o wykonaniu badań gruntów na działce i głównie na tym kryterium opierać decyzje o wyborze rodzaju fundamentów.

Czytaj także: "Zmiany w projekcie"

Jak już pisaliśmy wcześniej, fundamenty to pierwszy i bardzo ważny element konstrukcji, decydujący o stabilności i trwałości całego budynku. Trzeba więc zrobić wszystko zgodnie z zasadami sztuki budowlanej, żeby uniknąć ewentualnych błędów wykonawczych mogących spowodować daleko idące negatywne konsekwencje.

Często dochodzi do błędów wynikających z „uproszczenia” sobie pracy przez wykonawców lub braku ich staranności lub wręcz braku wiedzy.

1. Nie należy dopuszczać do dolewania wody do płynnej mieszanki betonowej w celu łatwiejszego jej rozprowadzania w deskowaniu (szalunku budowlanym). Jest to niedopuszczalna praktyka, wynikająca z niezrozumienia przez niektórych wykonawców procesów chemicznych w wiążącej mieszance betonowej. Taka niewłaściwa praktyka doprowadzi do obniżenia docelowej wytrzymałości betonu, a więc zmniejszenie klasy betonu w stosunku do zaprojektowanego. Aby osiągnąć właściwe rozpłynięcie się mieszanki, należy w trakcie jej układania wibrować beton wibratorami pogrążanymi, niezbędnymi przy wykonywaniu wszelkich elementów żelbetowych. Zaleca się zamawianie betonu odpowiedniej klasy z betoniarni.

2. W przypadku wykonywania fundamentów na warstwach podbudowy z kruszyw (np. w przypadku konieczności częściowej wymiany gruntu), należy zwrócić uwagę na właściwe jej zagęszczenie. Jeżeli warstwa podbudowy ma grubość powyżej 30 cm, należy ją wykonywać i zagęszczać warstwami. Konsekwencją niewłaściwego zagęszczenia podbudowy może być nierównomierne osiadanie fundamentów już po ich pełnym obciążeniu, grożące poważnymi konsekwencjami dla całego budynku.

3. Niestaranna geometria szalunków zwłaszcza jej wypoziomowanie. Konsekwencją mogą być problemy przy wykonywaniu kolejnych elementów budynku jak np. ściany fundamentowe lub ściany piwnic, a także ograniczenie możliwości wykonania poprawnej izolacji zarówno termicznej z polistyrenu ekstradowanego (lub styropianu o takim przeznaczeniu jak izolacja fundamentów), jak i przeciwwilgociowej np. z folii hydroizolacyjnej.

4. Niedotrzymanie reżimu 5-centymetrowej otuliny prętów zbrojeniowych czy wręcz ich stykanie się z powierzchnią deskowania, a więc i betonu. Konsekwencje są długoterminowe, lecz nieuniknione polegające na pojawieniu się (niewidocznej) korozji stali zbrojeniowej wewnątrz fundamentów co prowadzi do utraty założonej wytrzymałości żelbetu.

5. Niewłaściwe zawibrowanie mieszanki betonowej podczas jej układania w deskowaniu lub w skrajnym przypadku brak wibrowania. Spowoduje to pojawienie się wewnętrznych (niewidocznych) pustek w betonie lub na jego powierzchni (te jako widoczne można wypełnić po rozdeskowaniu). Oczywistym skutkiem jest obniżenie wytrzymałości fundamentów oraz możliwość pojawienia się niewidocznej i niszczącej korozji.

6. Oczywistymi błędami są źle wytyczone ławy fundamentowe lub złe wyznaczenie poziomu ich posadowienia. Wszystkie te elementy określa projekt techniczny i należy je wykonać ściśle według tych ustaleń w oparciu o wytyczenie osi budynku lub linii obrysu przez geodetę wytyczającego budynek.

 

Czytaj również:
Budowa domu krok po kroku - z tymi poradami wszystko się uda!
Koszt budowy domu 2021 - ile kosztuje budowa domu?