1.4. Płyta fundamentowa - konstrukcja

Płyta fundamentowa znajduje się pod całą powierzchnią kondygnacji budynku. Obciążenia są więc przekazywane na bardzo duży obszar gruntu. Dzięki temu doskonale sprawdzają się na gruntach o małej nośności.

Płyta fundamentowa to w rzeczywistości monolityczna płyta żelbetowa. Jej konstrukcja zbliżona jest do tradycyjnej płyty stropowej wylewanej na mokro, lecz z uwagi na schemat statyczny pracuje w odwróconym stanie. Czyli, siły ze ścian i słupów przekazywane są na całą powierzchnię płyty.

Zbrojenie

W związku z powyższym, główne zbrojenie przęsłowe należy umieszczać na górze, a zbrojenie przypodporowe na dole płyty, czyli odwrotnie niż w płytach stropowych. Często pod ścianami nośnymi i prawie zawsze pod słupami konstrukcyjnymi wykonuje się dodatkowe pogrubienie płyty fundamentowej (tzw. ostrogi) które poprawiają przenoszenie obciążeń, a zbrojone są podobnie jak wieńce ścian. Średnice i rozstaw prętów zbrojeniowych ściśle określa Projekt. I to dokładnie zgodnie z Projektem należy wykonać płytę fundamentową!  

Beton

Grubość płyty fundamentowej wynosi minimum 20 cm. Najczęściej wykonuje się płyty o grubości 25 cm lub więcej (w zależności od obciążeń). Stosuje się beton min C16/20 ale zalecam beton C20/25 o zwiększonej odporności na korozję  XC2, XA1-3, a w przypadku podpiwniczenia przy wysokim stanie wód podziemnych, także wodoodporny W2-8.

Warstwa podkładowa

Żelbetową płytę wykonujemy na warstwie podkładowej. Oddziela ona płytę od podłoża, zapobiega mieszaniu się mieszanki betonowej z gruntem, a także wyrównuje dno wykopu. Warstwę podkładową najczęściej stanowi "chudy" beton (beton niekonstrukcyjny). Ale można też użyć dobrze zagęszczalnego piasku lub żwiru. W nowoczesnych rozwiązaniach za to stosuje się pod płytą fundamentową warstwę twardej twardej termoizolacji (najlepiej polistyren XPS). 

Hydroizolacja 

Pomiędzy płytą fundamentową a warstwą podkładową umieszcza się hydroizolację.  Najczęściej jest to papa termozgrzewalna na osnowie z włókna szklanego lub folia. Typ izolacji (lekka, średnia czy ciężka ) zawsze należy dostosować do warunków gruntowych na miejscu budowy.

Płyta fundamentowa często wykorzystywana jako posadowienie budynków podpiwniczonych na terenach podmokłych i gruntach w których wody podziemne występują bardzo płytko. Wtedy niezwykle ważne jest szczelne połączenie płyty fundamentowej ze ścianami piwnicznymi i stworzenie tzw. szczelnej wanny. Należy więc zachować ciągłość izolacji poziomej z pionową.  Warto też zastosować specjalistyczne taśmy uszczelniające połączenie betonu na styku płyty ze ścianami piwnicznymi.

Termoizolacja

W tradycyjnych rozwiązaniach izolację termiczną umieszcza się na płycie fundamentowej. Następnie na termoizolacji wykonywana jest wylewka (jastrych) i posadzka. Rozwiązanie to jest zbliżone do systemu podłogi na gruncie. Wykorzystuje te same materiały. Wadą tego rozwiązania jest mostek cieplny występujący na styku płyty ze ścianą.  Mostek ten nie ma dużego znaczenia w głęboko posadowionych piwnicach, lecz w płytko posadowionych budynkach niepodpiwniczonych stanowi duży problem. Zaletą za to jest dość niska cena i dobra znajomość technologii przez Wykonawców. Doskonale sprawdza się w domach podpiwniczonych jak też przy wysokim stanie wód gruntowych. 

Nowoczesna technologia wykorzystuje wysoką wytrzymałość na ściskanie i odporność na wilgoć polistyrenu ekstrudowanego XPS i specjalnych odmian styropianu EPS. Dzięki temu, izolację termiczną można umieścić pod płytą fundamentową. Musi być dobrej jakości gdyż na niej będzie spoczywać cały nasz dom. Zaletą tego rozwiązania jest brak mostków cieplnych, mniejsza ilość robót mokrych i prostota wykonania.  Wadą natomiast jest wyższa cena. Warto stosować w domach niepodpiwniczonych. 

Głębokość posadowienia

Głębokość przemarzania gruntu to minimalna głębokość pod poziomem terenu, na której nie występuje możliwość zamarzania gruntu. Różni się w zależności od regionu kraju i wynosi od 0,80m do 1,20m poniżej poziomu terenu. W przypadku fundamentów tradycyjnych w postaci ław i stóp głębokość posadowienia nie stanowi problemu - musi być poniżej przemarzania gruntu określonej w normach. Nie ma wtedy zagrożenia przemarzania gruntu pod ławami, nierównomiernego osiadania budynku czy pękania ścian.  

Natomiast w płytach fundamentowych nie jest już tak łatwo. W sprzyjających warunkach gruntowych budynek można posadowić powyżej normowej głębokości przemarzania. Biorąc pod uwagę rodzaj gruntu, poziom wód gruntowych, kwestię podpiwniczenia i kilka innych uwarunkowań możemy mieć do czynienia z następującymi sytuacjami (w dużym uproszczeniu):

• budynek podpiwniczony, grunt dowolny: przemarzanie gruntu nie występuje na poziomie posadowienia, piwnice zagłębia się na ogół ok 1,50m poniżej poziomu gruntu.
  

• budynek niepodpiwniczony, grunt przepuszczalny, poziom wód gruntowych poniżej głębokości przemarzania gruntu: w tak dobrych warunkach płyta fundamentowa może być posadowiona powyżej poziomu przemarzania, ale nie mniej niż ok. 40-50 cm poniżej poziomu istniejącego terenu*. Przepuszczalne grunty doskonale odprowadzają wodę w niższe warstwy, przez co nie dochodzi do przemarzania gruntu i jego "wysadzania" do góry. Warto jednak na dnie wykopu ułożyć warstwę drenażową grubości 15-30 cm z dobrze przepuszczalnego i zagęszczalnego materiału. 
  

• budynek niepodpiwniczony, grunt dowolny, poziom wód gruntowych powyżej głębokości przemarzania gruntu: to już trudniejsza sytuacja. Woda zawarta w gruncie będzie zamarzać i odmarzać, zmieniając swoją objętość niszcząc w ten sposób spójność gruntu. Dlatego (jeżeli nie uda się trwale obniżyć poziomu wód gruntowych) zalecam w takiej sytuacji posadowienie płyty fundamentowej poniżej głębokości przemarzania. Zdecydowanie zwiększy to koszt wykonania fundamentów - do ceny płyty trzeba doliczyć 2 razy głębszy wykop i konieczne do wykonania betonowe ściany fundamentowe oraz ich zasypkę. Jeśli więc grunt nie jest słabonośny to tradycyjne ławy będą tańsze i łatwiejsze w wykonaniu.
  

• budynek niepodpiwniczony, grunt nieprzepuszczalny (gliny, iły), poziom wód gruntowych poniżej głębokości przemarzania gruntu: podobnie jak wyżej grunt może zawierać wodę (opadową lub zawartą w porach gruntu) która w zimie będzie zamarzać i osłabiać nośność podłoża. Szczególnie niebezpieczne jest to w gruntach zawierających bardzo małe cząsteczki pylaste - takie grunty nazywa się nie bez powodu wysadzinowymi czyli zwiększającymi znacznie swoją objętość. Jeżeli na działce mamy taki grunt i koniecznie chcemy płytę fundamentową to mamy 2 rozwiązania:
• wymiana gruntu istniejącego na materiał przepuszczalny i dobrze zagęszczalny (piaski i żwiry) pod całą powierzchnią płyty fundamentową na głębokość o ok 20cm większą niż głębokość przemarzania, zapewniając jednocześnie dobry drenaż. Wtedy głębokość posadowienia płyty może być powyżej głębokości przemarzania*
  
• posadowienie płyty poniżej poziomu przemarzania gruntu i wykonanie ścian fundamentowych wraz z zasypką przestrzeni wewnątrz  
  

Podsumowanie

Jak widać na powyższych przykładach, płyta fundamentowa nie jest rozwiązaniem idealnym i uniwersalnym. Wręcz przeciwnie, płyta fundamentowa sprawdza się tylko w określonych warunkach gruntowych:

• gruntach o słabej nośności. 
• gruntach przepuszczalnych, 
• budynkach podpiwniczonych. 

Wtedy jej budowa jest uzasadniona technicznie i ekonomicznie. Przy okazji możemy także uzyskać brak mostka termicznego na styku fundamentów ze ścianami. 

Jeżeli chociaż jeden z tych warunków nie występuje to lepiej sobie odpuścić płytę fundamentową. Będzie droga, trudna w wykonaniu i nie wykaże żadnych ze swych zalet. Lepiej zastosować wtedy tradycyjne ławy fundamentowe. A ewentualny mostek termiczny można zlikwidować innymi i tańszymi rozwiązaniami (np termoblok). 

Przy wyborze sposobu posadowienia nie kierujmy się modą lub artykułami w czasopismach lecz posłuchajmy naszego Projektanta. Ta osoba naprawdę zna się na tym co robi i ma doświadczenie. A przede wszystkim posiada wiedzę o warunkach gruntowych na Państwa działce. Dlatego Projektant zaproponuje optymalny fundament uwzględniając całe mnóstwo czynników o których w gazetach nawet nie wspomną . Jeżeli więc odradza płytę fundamentową to ma ku temu istotne powody. W końcu odpowiada za to!  Uwierzcie moi drodzy, obiekcje Projektanta nie wynikają z jego uporu, czy braku znajomości nowych (czytaj modnych) rozwiązań. Żelbetowe płyty fundamentowe były stosowane już w XIX wieku, a sposób ich obliczania nie zmienił się praktycznie od 50 lat. Więc to naprawdę  żadna nowość :)

Uwaga: publikowane w Internecie szkice i schematy płyt fundamentowych nie zawsze są poprawne technicznie. Przeznaczone są do prezentowania konkretnych firmowych rozwiązań dotyczących zwykle ogrzewania (tzw.fundament grzewczy). Tworzone są przez specjalistów z dziedziny ogrzewnictwa, a nie posadowienia. Dlatego nie uwzględniają szczególnych warunków posadowienia, w tym np poziomu wód gruntowych czy rodzaju gruntu. Ostrzegam - nie przyjmujmy tych schematów bezkrytycznie!    

POWRÓT

* Posadowienie powyżej głębokości przemarzania jest jedynie warunkowo dopuszczalne zgodnie z polskimi przepisami.