Prawidłowe posadowienie budynku jest niezwykle ważne dla jego trwałości i odporności na różne czynniki zewnętrzne. To właśnie fundamenty odpowiadają za odprowadzanie obciążeń wynikających z ciężaru budynku oraz oddziałujących na niego warunków atmosferycznych. Do tego potrzebny jest jednak solidny i zwarty grunt, który pod wpływem obciążeń odprowadzanych przez fundamenty nie ulegnie zapadaniu czy osuwaniu. I tu dochodzimy do głównego zagadnienia niniejszego artykułu – w jakich sytuacjach konieczne jest zastosowanie pali gruntowych?
Czym właściwie są pale gruntowe?
Pale gruntowe, nazywane palami fundamentowymi to rodzaj fundamentu pośredniego, na którym opiera się fundament właściwy, np. ławy fundamentowe. Jest to rozwiązanie stosowane od wielu lat – pierwotnie stosowano pale drewniane, natomiast dziś stosuje się pale żelbetowe lub pale stalowe. Pale gruntowe to rozwiązanie, które pozwala przenieść obciążenia oddziałujące na fundamenty do głębszych warstw gruntu, gdzie jest on bardziej zwarty i solidny. Tym samym zapobiega się osuwaniu i osadzaniu wierzchnich warstw gruntu, w którym osadzone są np. ławy fundamentowe. Posadowienie na palach fundamentowych stosuje się zarówno w małych obiektach, jak domy jednorodzinne, jak również w dużych obiektach, takich jak chociażby budynki biurowe czy budynki przemysłowe.
Kiedy zachodzi konieczność stosowania pali fundamentowych?
Wybór odpowiednich fundamentów w dużej mierze zależy od warunków wodno-gruntowych, jakie panują na działce budowlanej. Uzyskanie właściwego posadowienia budynku wymaga solidnego i zwartego gruntu. Zdarzają się jednak sytuacje, że wierzchnie warstwy gruntu są po prostu mało zwarte, niespoiste i nie gwarantują oczekiwanej nośności. Zastosowanie tu tradycyjnego fundamentu bezpośredniego mogłoby skutkować osuwaniem się gruntu i nierównomiernym osadzaniem budynku, co może skutkować pękaniem i niszczeniem elementów konstrukcyjnych.
W takich właśnie sytuacjach konieczne okazuje się zastosowanie fundamentów pośrednich, takich jak np. pale gruntowe. To one będą podpierać ławy fundamentowe i przenosić z nich obciążenia na głębsze warstwy gruntu, gdzie jest on bardziej zwarty i solidny. W ten sposób wierzchnie warstwy gruntu pozostają w niezmienionej formie, nie stanowiąc zagrożenia dla elementów konstrukcyjnych. Dużą zaletą pali fundamentowych jest to, że mogą one docierać nawet do bardzo głęboko położonych warstw gruntu. W przypadku niesprzyjających warunków wodno-gruntowych pale gruntowe są zatem bardzo uniwersalnym i sprawdzonym sposobem na poprawne fundamentowanie budynku.
W jaki sposób można określić potrzebę stosowania pali?
Szczegółowe warunki wodno-gruntowe na działce można ocenić poprzez wykonanie badań geotechnicznych. Polega to na wykonaniu kilku odwiertów i pobraniu z nich próbek gruntu. Pozwala to określić m.in. skład gruntu, jego warstwy, a także poziom wód gruntowych. Na podstawie uzyskanych próbek opracowywana jest ekspertyza, która dostarczy wielu istotnych informacji architektowi. To właśnie on będzie odpowiedzialny za wybór rozwiązania, które zagwarantuje wysoką nośność i właściwe podparcie całego budynku.
W przypadku domów jednorodzinnych badania geotechniczne gruntu często nie są konieczne, ponieważ większość takich budynków należy do I kategorii geotechnicznej, dla której takie badania nie są obowiązkowe. Jednak to architekt decyduje o zaklasyfikowaniu budynku do kategorii geotechnicznej i to właśnie on może zdecydować, że takie badania trzeba wykonać. Co więcej, wykonanie badań geotechnicznych gruntu coraz częściej poleca się wszystkim inwestorom już na etapie przygotowań do budowy, a nawet przy sprawdzaniu działki budowlanej, gdy jest się mocno zainteresowanym zakupem.
Rodzaje pali fundamentowych
Pale fundamentowe można podzielić na rodzaje ze względu na kilka kryteriów. Jeśli chodzi o sposób przenoszenia obciążeń, wyróżnić można pale pośrednie (przekazują obciążenia na podstawę i pobocznicę), pale zawieszone (przekazują obciążenia na pobocznicę) oraz pale słupowe (przekazują obciążenia na podstawę. Jeśli chodzi o materiał, z którego są one wykonane, pale możemy podzielić na stalowe, drewniane i żelbetowe.
Ze względu na sposób montażu, wyróżnić możemy pale wkręcane, wbijane, jak również zagłębiane za pośrednictwem specjalnych drgań i wibracji. I na koniec wyróżnić możemy jeszcze pale realizowane bezpośrednio na placu budowy (poprzez wykonanie odwiertu, wprowadzenie stalowego trzonu, a następnie zalanie odwiertu betonem) jak również pale prefabrykowane, które są produkowane wcześniej, w specjalnym zakładzie produkcyjnym. Można je montować od razu po wykonaniu odwiertu.
Jak wybrać odpowiedni sposób fundamentowania?
Jak już mówiliśmy, to architekt odpowiada za wybór rozwiązań, które pozwolą na bezpieczne posadowienie budynku. To on decyduje o tym, czy potrzebne będą badania geotechniczne gruntu i to on na podstawie uzyskanych informacji dokonuje wszelkich obliczeń, które pozwolą dobrać odpowiednie rozwiązanie.
W przypadku gotowych projektów domów architekci zwykle decydują się na dwa najpopularniejsze i zarazem uniwersalne rodzaje fundamentów bezpośrednich – na ławy fundamentowe lub płytę fundamentową. Ostateczna decyzja w kwestii wyboru fundamentów zależeć będzie od architekta odpowiedzialnego za adaptację projektu. To on podejmie decyzje, które pozwolą dostosować projekt do uwarunkowań lokalnych i specyfiki działki, w tym również warunków wodno-gruntowych.
