tytuł prezentacji

Dr inż. Krzysztof Schabowicz

BUDOWNICTWO OGÓLNE

WYKŁAD 4

Wykopy pod budynki i ich zabezpieczenie.

Podstawowe wiadomości dotyczące posadowień

bezpośrednich budynków.

WROCŁAW 8.11.2009

Część skorupy ziemskiej, która jako element nośny

współdziała z budowlą

nazywa się gruntem budowlanym

Definicja

Nośność podłoża gruntowego jak i jego osiadanie zależy od

rodzaju gruntu.

Przemieszczenie budowli i gruntu w podłożu

a) obciążenie symetryczne
b) obciążenie symetryczne i grunt jednorodny
c) obciążenie niesymetryczne
d) obciążenie niesymetryczne lub grunt niejednorodny

linia

przerywana

budowla

przed przemieszczeniem,

linia

ciągła

budowla

przemieszczeniu

Podział gruntów budowlanych

Grupa gruntów

Rodzaj gruntów

Nazwa gruntu

rodzime

skaliste(twarde, miękkie)

skały lite skały spękane

nieskaliste

mineralne (spoiste,
niespoiste)
(części org. < 2 %)
organiczne

żwiry
pospółki
piaski
gliny
iły
piaski próchniczne

nasypowe

nasyp budowlany (kontrolowany)

nasyp wykonany zgodnie z
zasadami

nasyp niekontrolowany

wysypisko zwałowisko

Podział gruntów budowlanych

Grunt rodzimy -

powstały w wyniku naturalnych procesów geologicznych.

Uziarnienie gruntów nieskalistych (frakcje):
Kamienista O > 40 mm
żwirowa

O = 2-40 mm

Piaskowa O = 0,05 - 2 mm
Pylasta O = 0,002 - 0,05 mm
Ilasta O < 0,002 mm

Grunty wysadzinowe -

spoiste lub niespoiste o zawartości frakcji pylastej

większy < posadowienie fundamentów poniżej tzw. głębokości przemarzania.

Kategorie gruntu

Kategoria

Rodzaj gruntu (przykłady)

Spulchnienie (w %) przy odspajaniu

piasek suchy, ziemia uprawna (torf)

5 - 15 (20-30)

piasek wilgotny lub gliniasty, żwir

15-25

III

rumosz skalny do 40 mm, glina lub ił
plastyczny

20-30

rumosz skalny do 90 mm, glina z głazami
do 10%, glina lub ił półzwarte

25-35

glina z głazami do 30%, margle, kreda

30-45

łupek, wapień miękki

30-45

VII-XVI

skały o zwiększającej się twardości

30-50

Prace przygotowawcze na terenie budowy

Zagospodarowanie terenu budowy.

Wykonanie

przyłączy do sieci infrastruktury na potrzeby

budowy.

Wykonanie niwelacji terenu

(usunięcie warstwy humusu).

Wytyczenie geodezyjne obiektu w terenie:
a)

założenie reperu roboczego,

b) utrwalenie palikami

naroży budynku.

Wytyczenie punktów

Linia zewnętrznego

obrysu ścian

budynku

Sposób oznaczenia na terenie działki wytyczonych
i charakterystycznych punktów budynku

paliki

plan sytuacyjny

Wytyczenie punktów

hak

palik

tłuczeń

pomalować

jaskrawą

farbą

Sposoby trwałego oznaczenia punktu wysokościowego
(reperu ) wzorcowego, wyznaczonego przez służbę
geodezyjną na terenie działki:
A -

za pomocą palika,

B -

wykorzystując ścianę istniejącego budynku

Przyszła

ściana

fundamentowa

palik

głębokość
posadowienia
ławy

rzut poziomy
nachylenia skarpy

Sposób prawidłowego sytuowania
ław drutowych poza obrębem wykopu

Wykonanie ław drutowych

odległość ławy

drutowej od linii

ściany budynku

ławy drutowe narożne

pion

ława drutowa prosta

naciągnięte druty

Rodzaje wykopu

Rodzaj wykopu i sposób jego wykonania zależy od jego kształtu,
przeznaczenia i kategorii gruntu.
Wykopy dzieli się na:
a) wąskoprzestrzenne - o szerokości dna < 1,5 m,
b) szerokoprzestrzenne -

o szerokości dna > 1,5 m,

c) jamiste -

o szerokości i długości dna < 1,5 m.

Odległość krawędzi dna wykopu od lica przyszłego fundamentu wynosi 5 - 10
cm w przypadku gdy nie przewiduje się izolacji pionowej fundamentu i ok. 30
cm gdy taka izolacja ma być wykonana. W gruntach spoistych wykop pod
ławę fundamentową można wykonywać bezpośrednio przed betonowaniem i
nie wykonywać zabezpieczenia skarp deskowaniem.

Grunt odspojony => spulchnienie => zasypanie => osiadanie

NIE WOLNO ZASYPYWAĆ WYKOPU WYKONANEGO ZA GŁĘBOKO !

Pęknięcia w budynku na
skutek zasypania zagłębień
w wykopie spulchnioną ziemią:
a ) w ścianie zewnętrznej,
b) w ławie fundamentowej

wyrównanie dna wykopu betonem

beton

Wykopy pod fundamenty należy wykonać o 15 - 20 cm płytsze
i dopiero przed wykonaniem fundamentu należy je pogłębić do właściwego poziomu.
Wykopy o ścianach pionowych, nie zabezpieczonych, można wykonać tylko:

w gruntach nie nawilgoconych (suchych),

o naziomie nie obciążonym przy wykopie, do głębokości:

2,0 m w skałach litych,

1,0 m w skałach spękanych,
1,25 m w gruntach mało spoistych,
1,5 m w gruntach spoistych,
Po deszczach istnieje możliwość obsunięcia się ścian takiego wykopu,

Zabezpieczenie ścian wykopów

POPRZEZ BEZPIECZNE NACHYLENIE SKARP WYKOPU

Bezpieczne nachylenie ścian wykopu wynika ze stateczności zbocza
Ogólnie β< Ф

Można przyjąć, że dla gruntów

sypkich h:a < 1 : 1,5
mało spoistych ha < 1 : 1,25
spoistych h:a < 1: 0,5
Ф- kat tarcia wewnętrznego gruntu
( inny dla każdego rodzaju gruntu)

POPRZEZ DESKOWANIE PIONOWYCH ŚCIAN WYKOPU
-

deskowanie ażurowe w gruntach spoistych,

deskowanie pełne w gruntach sypkich,

ścianki szczelne gdy dno wykopu poniżej poziomu wody gruntowej

Zabezpieczenie ścian wykopów

Obudowy rozpierane:

Zabezpieczenie ścian wykopu waskoprzestrzennego

deskowaniem poziomym pełnym

1- rozporka, 2 -

podkładka, 3 - dyle stalowe profilowane,

4 -

dyle drewniane (lasze) grub. 4-5 cm, szer. 20-25 cm

Rozpórki stalowe
Zabezpieczenie ścian wykopu wąskiego
deskowaniem poziomym ażurowym
1 - pomost, 2 -deska pionowa.
3 -dyle poziome, 4 -rozporka, 5 -

podkładka

Rozparcie wykopów

Rozparcie wykopów:
a)

w gruncie bardzo zwięzłym,

b) w gruncie o mniejszej spoistości tuż po wykonaniu wykopu,
c ) w tym samym gruncie po wymianie krótkich poprzeczek na dłuższe,
d) sposób złożony,
e) w gruncie luźnym z pionowych bali,
f) w gruncie luźnym na sposób górniczy

Rozparcie wykopów

Konstrukcja deskowania pionowego

1 - deska grub. 5 cm, 2 -

podkładka 5x15 cm, 3 - rozporka,

4 - dyl drewniany (lasza) grub. 5 cm, 5

— gwoździe dług. 12,5 cm

Obudowy kotwione

Zakotwienie obudowy wykopu
1

— pal kotwiący,

— cięgno

Kotwią płytowa
1 - obudowa,
2 -

cięgno,

3 -

płyta kotwiąca

Kotwie wiercone (iniekcyjne)
1 -

buława,

2 -

cięgno,

3 - pal z dwuteownika,
4 - obudowa z bali

Odwodnienie wykopu (o dnie poniżej zwierciadła
wody gruntowej)

Obniżenie zwierciadła
wody przez depresję

Drenaż pierścieniowy
1-

pierwotne zwierciadło wody gruntowej

obniżone zwierciadło wody

3- dreny

Odwodnienie wykopu

Zasypywanie wykopów

Roboty zanikające (zasypane, zakryte) => kontrola robót przez inspektora
nadzoru inwestorskiego, wpis do dziennika budowy.
Zasady zasypywania:
-

warstwami 20cm (ubijanie ręczne) lub 40 cm (ubijanie wibracyjne -

tzw. żabką),
-

użycie właściwego gruntu, a nie gruzu, śmieci z budowy lub piasku;

Fundamenty

Podstawa teoretyczna fundamentowania -

mechanika gruntów.

Istotnymi właściwościami mechanicznymi gruntów są:
-

ściśliwość => osiadanie fundamentu,

wytrzymałość na ścinanie => powierzchnia poślizgu, wypieranie gruntu

spod fundamentu => utrata nośności gruntu. Uwzględniane osiadania budynku

przy określaniu funkcji użytkowej -» poziomy posadzek, ramp załadunkowych, przyłącza

instalacji do budynku. Kierownik budowy jest zobowiązany do wpisu do dziennika

budowy zgodności
rzeczywiście zastanego gruntu z gruntem przyjętym w dokumentacji projekto

Fundament

najniżej położony element konstrukcyjny budowli.

Zadanie fundamentu

– przekazanie obciążeń z konstrukcji budowli na podłoże

gruntowe, w sposób bezpieczny tzn. bez nadmiernych osiadań gruntu.
Podłoże gruntowe - ta część gruntu, w której naprężenia wywołane budowlą są
większe niż 20% naprężeń pierwotnych, tj. naprężeń wywołanych ciężarem
samego gruntu na poziomie posadowienia.

Fundamenty

Rodzaje posadowienia

bezpośrednie

— fundamenty współpracujące z

podłożem gruntowym przekazują obciążenia od
budynku na warstwy nośne gruntu bezpośrednio
całą powierzchnią podstawy (fundamenty
spoczywają bezpośrednio na gruncie)

1 -

ławy fundamentowe (fundamenty ciągłe)

2 - stopy fundamentowe (fundamenty punktowe)
3 -

ruszty i płyty fundamentowe

4 - skrzynie fundamentowe

pośrednie

— obciążenia od budynku przekazywane

w głąb gruntu i do warstw nośnych gruntu za
pośrednictwem specjalnych, dodatkowych
elementów konstrukcyjnych (fundamenty z
elementami pośrednimi)

5 - pale wbijane lub formowane w gruncie
6 - studnie opuszczane

Rodzaje posadowienia

Fundamenty

Dobór materiału i wybór systemu konstrukcji fundamentu zależą od:
typu konstrukcji budynku,
rodzaju gruntu w podłożu gruntowym.
FUNDAMENTY BEZPOŚREDNIE
Ławy fundamentowe - z kamienia, z cegły, z betonu, z żelbetu.
Pod ścianami lub pod szeregiem słupów (ława szeregowa).

Zalecenia do wykonywania ław

Zalecenia do wykonywania ław :
szerokość wg wymiarów cegły lub podzielna przez 5,
odsadzka min. 5 cm,
usztywnienie „wieńcem „ z prętów O 10-12 mm,
otulina prętów 4-5 cm podkład z chudego betonu,
Konstruowanie ław fundamentowych nowego budynku

przy starym nacisk jednego fundamentu na drugi => kąt a < O lub

zabezpieczenie ścianką oporową

Fundamenty pośrednie
Fundamenty na studniach

ustawienie studni
w wykopie płytkim

zapuszczenie studni
i wydobywanie urobku

beton

wypełnianie studni

płyta zbrojona

beton lub
gruz zalany
zaprawą
cementową

gotowa studnia

Fundamenty na kesonach- wykonywane pod poziomem
wody

sprężarka

przewód powietrza

filar betonowany
na kesonie

wnętrze robocze

pomieszczenie śluzy dekompresyjnej

winda do wydobywania urobku

silnik windy

drabina dla pracowników

szyb rurowy

lustro wody

skrzynia kesonu

Fundamenty na palach

słup

oczep

pal

odpór gruntu działający

na pobocznicę pala

opór gruntu działający
na podstawę pala

przekazywanie obciążeń na grunt

przez fundamenty palowe

Pale słupowe

Torf

Zwarty ił

Ił plastyczny

Pale zawieszone

Podział pali

ze względu na materiał:

drewniane,
stalowe,
betonowe,
żelbetowe

ze względu na sposób zagłębiania w grunt:

wbijane,
wiercone,
wpłukiwane prądem wody,
wtłaczane lub wciskane,
zawiercane,
wwibrowywane,

ze względu na wykonanie:

prefabrykowane,
betonowane w uprzednio wykonanym
otworze,

ze względu na wymiary:

krótkie (<3 m, d:l< 1:3)
mikropale ( o średnicach 8.5-22 cm),
tradycyjne ( o średnicach 20-60 cm i
długościach > 3 m),
wielkośrednicowe ( o wymiarach
poprzecznych > 60 cm.

Pale Simplex

Zbrojenie

Beton

Otwarte
ostrze

Taran

Głowica

Rura

Zamknięte ostrze

Warstwa nośna

WBIJANIE RURY

BETONOWANIE Z UBIJANIEM
I WYCIĄGANIEM RURY

GOTOWY PAL ZBROJONY
W GORNEJ CZĘŚCI

Ubijak

Pale Straussa

Rura

Świder

łyżkowy

WIERCENIE OTWORU
I WYDOBYWANIE UROBKU

Korek

WYKONANIE
KORKA

Rura

Ubijak

OBROTOWE WYCIĄGANIE RURY
I BETONOWANIE WARSTWAMI

GOTOWY PAL

Pale Wolfsholza

Beton

Rura

GOTOWY PAL

BETONOWANIE
Z PODNOSZENIEM RURY

BETONOWANIE
PODSTAWY PALA

ZAGŁĘBIANIE RURY
I ODWADNIANIE OTWORU

Poziom wody
gruntowej

Odpowietrzenie

Odprowadzenie wody

Sprężone powietrze

Warstwa
nośna