Czy budować przed zimą?

Czy początek zimy to dobry moment na rozpoczęcie wykopów pod fundament?

Jeśli wiadomo, że robót ziemnych nie ukończy się przed nadejściem zimy najlepiej w ogóle ich nie rozpoczynać, tylko poczekać do wiosny. Mróz niszczy bowiem struktury gruntu, a wtedy ten staje się gorszym podłożem pod fundamenty. Jeśli wykop został już zrobiony, można i trzeba zabezpieczyć go przed zimą.

Dlaczego mróz szkodzi

W wykopie w gruntach spoistych powstają pod wpływem mrozu spękania, szczeliny i wysadźmy. W czasie roztopów przemarznięta część podłoża pozostaje szczelna, podczas gdy topniejący śnieg uplastycznia wierzchnią warstwę gruntu. Zjawisko to powoduje zniszczenie jego struktury do głębokości kilkudziesięciu centymetrów. Wiosną przed przystąpieniem do wykonania fundamentów te zniszczone warstwy gruntu trzeba koniecznie usunąć z dna wykopu.

Wykop w gruntach piaszczystych jest narażony na działanie mrozu zwłaszcza wtedy, gdy pod jego dnem znajduje się poziom wody gruntowej. Zamarzająca woda powiększa swoją objętość i rozsuwa ziarna piasku. Wiosną podłoże dna wykopu jest rozluźnione i wymaga dogęszczenia.

Przemarzanie gruntu w Polsce

Ujemna temperatura powoduje przemarzanie gruntu. W Polsce, jeśli mrozy są silne i długotrwałe, ścinają grunt do głębokości przekraczającej jeden metr.

Głębokość przemarzania jest różna w poszczególnych rejonach naszego kraju. Większa jest w Polsce północnej, najpłycej przemarza grunt w województwach zachodnich.

Głębokość przemarzania gruntu w strefach klimatycznych Polski
Rys. 1. Głębokość przemarzania gruntu w strefach klimatycznych Polski i związana z tym odpowiednia głębokość, na jakiej należy układać instalację wodnokanalizacyjną.

I strefa - głębokość przemarzania: 0,8 m, głębokość układania instalacji wodno - kanalizacyjnej: 1,1 m.

II strefa - głębokość przemarzania: 1 m, głębokość układania instalacji wodno - kanalizacyjnej: 1,35 m.

III strefa - głębokość przemarzania: 1,2 m, głębokość układania instalacji wodno - kanalizacyjnej: 1,6 m.

IV strefa - głębokość przemarzania: 1,4 m, głębokość układania instalacji wodno - kanalizacyjnej: 1,85 m.

Ale głębokość przemarzania nie zależy jedynie od strefy klimatycznej. Grunt będzie przemarzał głębiej w miejscach, gdzie nie jest pokryty roślinnością, a także tam, gdzie często wieją silne wiatry. Istotne jest także, czy przed nastaniem mrozów powierzchnię przykrył śnieg. Gruba warstwa śniegu zabezpiecza podłoże przed przemarzaniem.

Fundament budynku zawsze musi być posadowiony poniżej głębokości przemarzania.

Podziemne instalacje wodne i kanalizacyjne też należy układać głębiej niż wynosi głębokość przemarzania w danym rejonie.

Jak ustrzec się wysadzin?

W gruntach spoistych (gliny, iły, pyły) mróz powoduje powstawanie wysadzin, czyli podnoszenie się przemarzających warstw. Towarzyszy temu występowanie znacznych sit. Badania wykazały, że siła wysadzinowa może osiągać nawet wartość 800 kPa (8 KG/cm2). Tak wielka sita oddziałująca na każdy centymetr kwadratowy może spowodować przemieszczanie się fundamentu, co prowadzi zwykle do pękania ścian.

W gruntach piaszczystych, nie zawierających domieszek drobniutkich frakcji, wysadziny nie powstają. Na takim podłożu możliwe jest płytsze posadowienie fundamentów, nawet w strefie przemarzania.

Jak zabezpieczyć wykop na zimę?

Zrobienie wykopu i pozostawienie go na zimę bez zabezpieczenia wcale nie przyspieszy prac
Zrobienie wykopu i pozostawienie go na zimę bez zabezpieczenia wcale nie przyspieszy prac - wiosną trzeba będzie usunąć z dna naruszone przez mróz warstwy gruntu.

Jeśli wykop został zrobiony jeszcze latem lub teraz - późną jesienią, a potem planowana jest zimowa przerwa, rozpoczętą budowę trzeba odpowiednio do tego przygotować. Grunt w wykopie należy koniecznie zabezpieczyć przed niszczącym działaniem mrozu. W tym celu powierzchnię dna wykopu zwłaszcza w strefie przyszłych fundamentów trzeba przykryć matami słomianymi lub na przykład arkuszami styropianu. Należy jednak pamiętać, ze jeśli wystąpią długotrwale i silne mrozy, takie zabezpieczenie może okazać się niewystarczające.

Jeśli prac ziemnych jeszcze nie rozpoczęto, do zabezpieczenia dna wykopu przed mrozem można niekiedy wykorzystać naturalne podłoże gruntowe, W tym celu jesienią należy wykonać tylko część wykopu, pozostawiając na wierzchu odpowiednią warstwę gruntu nienaruszoną: ona właśnie będzie chronić przed zniszczeniem właściwe dno wykopu. Jeżeli budynek będzie budowany w Polsce centralnej (gdzie grunt przemarza do głębokości 1 m), a jego podpiwniczenie wynosi 2,8 m, można bezpiecznie wykonać wykop do głębokości 1,8 m. Gdyby budynek miał być niepodpiwniczony i posadowiony na głębokości około 1 m, wykopy lepiej odłożyć do wiosny.

Jeżeli ławy fundamentowe zabetonowano przed zimą, nie można ich tak zostawić
Jeżeli ławy fundamentowe zabetonowano przed zimą, nie można ich tak zostawić. Trzeba przykryć je materiałem izolacyjnym, który uchroni grunt pod nimi przed przemarzaniem.

Kiedy mróz ułatwia budowanie?

Bywa tak, ze mróz ułatwia prace ziemne. Gdy nie ma mrozu, wykopy muszą mieć odpowiednio ukształtowane skarpy (w piaskach nachylone około 30°, w gruntach spoistych – 50-70° ), aby nie groziło ich obsunięcie się i zasypanie ludzi pracujących na dole, w rezultacie trzeba wykopać znacznie więcej gruntu, niż by wynikało z kształtu fundamentu. Zimą, przy silnym mrozie, skarpy utrzymują się pionowo. Należy oczywiście pamiętać, że wraz z ociepleniem skarpy utracą stateczność, dlatego prace fundamentowe w takim wykopie trzeba zakończyć przed nadejściem ocieplenia.

Mróz pomaga także wykonać prace ziemne w gruntach nawodnionych, gdyż przerywa niekontrolowany napływ wody do wykopu. Z tego względu czasami stosuje się także sztuczne zamrażanie gruntu, aby ułatwić wykonywanie wykopów poniżej lustra wody gruntowej.

Czy zimą można badać grunt?

W zimie można wykonywać większość badań geotechnicznych. Jedynym problemem dla geotechnika jest przebicie się przez warstwę zmarzliny, która jest twarda jak beton. Gdy to jednak nastąpi, można zbadać stan podłoża gruntowego pod przyszłymi fundamentami, jeśli tylko posadowienie budynku znajduje się poniżej poziomu przemarzania gruntu. Nie można jedynie zbadać zagęszczenia podłoża z czystych piasków, na którym ma być posadowiony budynek niepodpiwniczony. Jeżeli bowiem grunt jest przemarznięty na głębokość większą niż 0,5 m, nie można przeprowadzić odpowiedniego sondowania.

W zimie trudniej jest określić właściwy poziom wody gruntowej. Przemarznięta ziemia odcina dopływ wody opadowej, a czasem także zamyka płytkie przepływy, Doświadczony geotechnik na podstawie budowy geologicznej i morfologii terenu powinien jednak przewidzieć możliwość występowania wody.

Dr inż. Krzysztof Traczyński
Artykuł publikowany w magazynie Ładny Dom