Grunty wysadzinowe: czym są i co z nimi robi płyta fundamentowa

Jeżeli czytasz ten tekst, to najprawdopodobniej zobaczyłeś w swojej opinii geotechnicznej zdanie o gruntach o dużej wysadzinowości albo usłyszałeś od kogoś na działce, że u Ciebie jest glina i będzie wysadzać. Szukasz odpowiedzi na jedno pytanie: czy to wyrok.

Zwykle nie jest. Na jednej z naszych budów opinia opisała trzy z czterech wydzielonych warstw jako grunty o dużej wysadzinowości; niewysadzinowe były tylko piaski średnie, a głębokość przemarzania podano na 1,0 m. Decyzja brzmiała: gliny nie wybieramy. Poniżej tłumaczę, na czym polega samo zjawisko, dlaczego taka decyzja bywa poprawna i czego trzeba dopilnować, żeby była.

Wysadziny w sześćdziesiąt sekund

Najczęstszą przyczyną wymiany gruntu jest jego wysadzinowość, czyli zwiększanie się jego objętości podczas zamarzania. Tyle definicji, tylko że sama definicja tłumaczy mniej, niż się wydaje.

Woda, zamarzając, zwiększa objętość o kilka procent i gdyby na tym się kończyło, wysadziny byłyby drobiazgiem. Dzieje się co innego. W gruncie drobnoziarnistym woda z niezamarzniętej części podłoża jest podciągana kapilarnie w górę, do strefy zamarzania, i tam przymarza do już powstałego lodu. Tworzą się soczewki lodowe, które rosną tak długo, jak długo trzyma mróz, a woda ma czym dopływać. Dlatego grunt podnosi się bardziej, niż wynikałoby z wody, którą miał w sobie w dniu pierwszego przymrozku, i dlatego przy wysadzinach liczy się dopływ wody, a nie sama wilgotność.

Wiosną ten lód taje. Grunt osiada z powrotem, ale nie równo i nie wszędzie tak samo, bo nie wszędzie było go tyle samo. Efekt widać co roku na tych samych rzeczach: na kostce przy garażu, na słupkach ogrodzenia, które po zimie stoją krzywo, i na schodach zewnętrznych, które odsuwają się od budynku. Przy fundamencie skutkiem są pęknięcia, tyle że pojawiają się po latach i nikt już wtedy nie łączy ich z zimą.

Trzy składniki wysadziny

Żeby grunt wysadzało, muszą wystąpić naraz trzy rzeczy: grunt podatny na podciąganie wody, sama woda i mróz, który do tego gruntu dojdzie. Zabierz jeden ze składników, a zjawiska nie ma. To jest cała mechanika i wszystkie metody, o których przeczytasz, robią dokładnie jedną z tych trzech rzeczy.

Grunt podatny zabiera się, zastępując go materiałem, który wody nie podciąga. Wodę zabiera się odprowadzeniem i spadkami terenu, a na trudniejszych działkach czasem drenażem - z zastrzeżeniem, że drenaż ma sens tylko wtedy, gdy wiadomo, dokąd ta woda ma dalej popłynąć; piszę o tym w tekście o drenażu opaskowym. Mróz zabiera się na dwa sposoby: schodząc z fundamentem poniżej głębokości przemarzania albo utrzymując grunt pod budynkiem w dodatniej temperaturze.

Ten trzeci sposób brzmi teoretycznie, dopóki nie zobaczy się go zimą na własne oczy. Wystarczy podnieść deskę leżącą na trawie przy mrozie: pod nią trawa jest zielona i miękka, a metr obok ziemia jest zmarznięta na kamień. Ogrzewany dom robi to samo, tylko mocniej i przez całą zimę, dlatego grunt pod jego środkiem nie jest tym samym gruntem, co ten pod trawnikiem obok.

Które grunty są wysadzinowe i jak to sprawdzić u siebie

Podział jest prosty i opiera się na zawartości najdrobniejszych cząstek oraz na tym, jak wysoko dany grunt potrafi podciągnąć wodę.

Grunty niewysadzinowe to żwiry, pospółki i czyste piaski: mniej niż 20 % cząstek drobniejszych niż 0,05 mm i mniej niż 3 % drobniejszych niż 0,02 mm. Grunty wątpliwe mieszczą się między 20 a 30 % oraz między 3 a 10 %; trafiają tu piaski drobne i pylaste. Grunty wysadzinowe to te powyżej 30 % i 10 %, czyli wszystkie grunty spoiste, a więc gliny i pyły, oraz namuły organiczne.

Jeśli macie np. grunt gliniasty, to jego problemem pewnie nie jest niska nośność, tylko to, że jest wysadzinowy. To rozróżnienie jest ważne, bo grunt gliniasty w stanie twardoplastycznym potrafi być całkiem nośny, a mimo to opinia opisze go jako wysadzinowy i będzie miała rację. Nośność i wysadzinowość to dwie różne właściwości i rozwiązuje się je dwiema różnymi robotami.

W swojej opinii szukaj tabeli warstw geotechnicznych. Przy każdej wydzielonej warstwie jest kolumna albo zdanie o wysadzinowości, najczęściej wprost: mała, duża, brak. Sprawdź też, czy piasek, który tam widzisz, jest średni czy pylasty, bo to nie jest ta sama rzecz w kontekście mrozu. Jak czytać taki dokument w całości, rozpisuję w tekście o opinii geotechnicznej.

A jeżeli badań jeszcze nie masz, to zanim je zamówisz, jest metoda za darmo. Jeśli macie możliwość, zapytajcie sąsiadów, jaki grunt jest w tym rejonie. Co było pod spodem, gdy budowali fundament: glina, piasek, torf? Odpowiedź nie zastąpi badań, ale powie Ci, czego się spodziewać.

Co z tym robi płyta fundamentowa

Płyta odpowiada na wysadzinowość trzema rzeczami naraz i warto je rozróżniać, bo w ofertach bywają mylone.

Pierwsza to podbudowa. Podbudowę 30 cm z kruszywa grubej frakcji robimy zawsze, także przy dobrych warunkach gruntowych, bo płyta na porządnej podbudowie po prostu lepiej pracuje. Kruszywo grubej frakcji jest materiałem niewysadzinowym: ma za mało drobnych cząstek, żeby podciągać wodę do góry, więc soczewki lodowe nie mają z czego rosnąć. Przy okazji piasku nie da się zagęścić tak dobrze jak grubego kruszywa, więc ta sama warstwa załatwia dwie sprawy. Wykonanie i zagęszczanie są po naszej stronie i opisuję je w tekście o podbudowie pod płytę.

Zanim przejdę dalej, jedno zastrzeżenie, bo w książce piszę o tym mocniej. Z tego powodu grunt należy wymienić aż do granicy przemarzania. W moim regionie jest to 100 cm od powierzchni. To jest recepta pewna i uniwersalna: kruszywo niewysadzinowe wymienione na całą głębokość przemarzania działa niezależnie od tego, czy ktoś w tym domu mieszka i czy grzeje. Płyta pod ogrzewanym domem zwykle nie musi schodzić tak głęboko, ale wtedy robotę mrozu przejmują dwie inne rzeczy i trzeba wiedzieć jakie.

Druga to ciepło budynku. Klasyczna zasada mówi tak: jeżeli budujemy na gruncie wysadzinowym, czyli takim, który zwiększa swoją objętość po zamarznięciu, musimy posadowić ławy poniżej poziomu zamarzania gruntu; gdy jednak budujemy np. na piasku, a on nie jest wysadzinowy, możemy osadzić ławy odrobinę płycej. Płyta stoi płycej niż ławy i robi to legalnie, bo zamiast schodzić pod strefę przemarzania, korzysta z ciepła oddawanego przez dom. Zajmuje się tym osobna norma, PN-EN ISO 13793, poświęcona projektowaniu termicznemu fundamentów w celu uniknięcia wysadzin mrozowych, i obejmuje ona wprost budynki posadowione na płycie. Rachunek należy do konstruktora, nie do wykonawcy.

Trzecia rzecz to krawędź i to ona jest w tym wszystkim najbardziej newralgiczna. Pod środkiem ogrzewanego domu mrozu nie ma, ale mróz nie wchodzi od góry, tylko z boku, a narożniki są chłodzone z dwóch stron naraz. Dlatego przy gruncie wysadzinowym pytanie brzmi zawsze tak samo: co projekt przewiduje na obwodzie. Bywa, że odpowiedzią jest poziom terenu podniesiony po zakończeniu budowy, bywa, że pozioma izolacja ułożona w gruncie wokół domu. To jest decyzja projektowa, a nie nasza; my ją zadajemy konstruktorowi i kierownikowi budowy, zanim wjedzie sprzęt. Osobno zaznaczę, żeby nie było nieporozumienia: styropianu ani styroduru pod płytą nie kładziemy i piszemy o tym w sekcji czego nie robimy.

Z krawędzią wiąże się rzecz, o którą pytamy w każdej rozmowie, a która potrafi zaskoczyć. Sześćdziesiąt centymetrów to nie jest jeszcze granica przemarzania, bo zależy to od tego, jak potem będzie zagospodarowany grunt wokół domu. Jeśli teren zostanie podniesiony po budowie, warstwa nad płytą urośnie i problem znika; jeśli zostanie obniżony, to samo działa w drugą stronę. Dlatego standardowo pytamy o poziom zero, a gdy nie ma co do niego pewności, ostateczną decyzję podejmujemy na budowie: wchodzimy ze sprzętem, uprzątamy zarośniętą zwykle działkę i mamy wtedy na miejscu niwelator oraz odbiornik geodezyjny GPS, więc widać to, czego nie widać na rysunku. W książce ujmuję to tak: jeśli jest taka możliwość, zróbcie tak, aby góra płyty fundamentowej była 5 cm wyżej niż najwyższy punkt gruntu bezpośrednio wokół budynku lub 5 cm ponad poziomem, do którego chcecie wyrównać albo podnieść grunt po zakończonej budowie. Szerzej o samym poziomie zero piszę w tekście na Pozytywnie Zbudowani.

Kiedy wysadzinowość naprawdę wymusza więcej uwagi

Najgroźniejszy moment dla gruntu wysadzinowego nie przychodzi po latach, tylko w trakcie robót. Problem pojawi się jednak, gdy zdejmiecie tę warstwę ziemi, która chroni grunt pod spodem. Wówczas grunt, na którym zaczniecie prowadzić prace fundamentowe, będzie nadal wysadzinowy, ale nie będzie się już znajdował poniżej warstwy przemarzania, bo zostanie odsłonięty. Nie powinno się dopuścić do jego przemarznięcia, dlatego wykopy trzeba rozpocząć w okienku pogodowym, czyli gdy prognozy zapowiadają przynajmniej dwa tygodnie dobrej pogody. W ciągu jednej nocy mróz nie wniknie mocno w głąb gruntu; chodzi o to, żeby dno nie stało odsłonięte tygodniami.

Z tego samego powodu wymianę gruntu robimy od razu, tego samego dnia, żeby wykop nie stał odkryty i nie był narażony na zalanie. Wykopu nie zostawiamy też na deszcz, bo grunt twardoplastyczny rozmaka do plastycznego w kilka dni, a wtedy parametry z opinii przestają cokolwiek znaczyć.

Druga rzecz to sprzęt. Na docelowy poziom gruntu, na którym stanie płyta, w ogóle nie wjeżdżamy: pracujemy własną gąsienicową koparką obrotową, która stoi obok i sięga ramieniem. Powód rozpisuję przy wymianie gruntu, a na glinie waży on podwójnie, bo grunt rozjeżdżony ciężkim sprzętem trzeba potem usunąć i zastąpić kruszywem - czyli zrobić wymianę, której nikt nie zaplanował.

Trzecia to sposób zagęszczania. Na gruntach spoistych zagęszcza się statycznie, nie wibracją, bo wibracje uplastyczniają glinę zamiast ją zagęszczać. Wynik i tak trzeba zmierzyć: badanie zagęszczenia robimy sami i dajemy je na piśmie, a odbiór podłoża wpisuje do dziennika budowy Twój kierownik budowy, bo to jego podpis, nie nasz. Sam pomiar opisuję w tekście o badaniu zagęszczenia gruntu.

Czwarta rzecz to woda, która potrafi zostać w podbudowie. Sama płyta jest posadowiona płytko i leży na poduszce z grubego, niewysadzinowego kruszywa, więc woda normalnie pod nią nie stoi - i to jest powód, dla którego przy płycie fundamentowej drenaż rzadko cokolwiek zmienia. Ale trzydzieści centymetrów kruszywa ułożone w zagłębieniu wybranym w glinie, bez pomysłu na to, którędy woda ma odejść, zachowuje się jak wanna: zbiera to, co wsiąknie z góry, i to, co przypłynie piaszczystymi przewarstwieniami. Nasycona podbudowa to gorsza nośność i komplet warunków do wysadzin, więc na działkach z sączeniami rozmowa o odprowadzeniu wody odbywa się przed wykopem, a nie po nim. Więcej o takich działkach jest w tekście o budowie na terenie podmokłym.

Zostaje scenariusz, o którym mało kto myśli w sierpniu: pierwsza zima bez ogrzewania. Płyta wykonana jesienią, dom doprowadzony do stanu surowego i zostawiony do wiosny to sytuacja, w której argument z ciepła budynku po prostu nie działa, bo budynek jeszcze nic nie grzeje. Przy gruncie wysadzinowym warto to powiedzieć konstruktorowi wprost, zanim zdecyduje o rozwiązaniu krawędzi. Co się zmienia w pracach przy niskich temperaturach, opisuję w tekście o płycie jesienią i zimą.

Wysadzinowość to nie wyrok

Wracam na chwilę do budowy z początku tekstu, bo pokazuje całą decyzję w jednym miejscu. Trzy z czterech warstw opisane jako grunty o dużej wysadzinowości, przemarzanie na 1,0 m, wody gruntowej nie nawiercono do 4,5 m, ale odnotowano sączenia. Brzmi jak działka, na której trzeba wybrać wszystko i zasypać kruszywem - a gruntu nie wymienialiśmy, bo wszystkie warstwy były nośne albo średnionośne, opinia nigdzie wymiany nie żądała, a najsłabsza glina leżała tak głęboko, że płyta prawie jej nie obciąża. Cały rachunek tej decyzji, razem z tym, co zrobiliśmy zamiast wymiany, rozpisuję w tekście kiedy wymiana gruntu to błąd.

Warto przy tym wiedzieć, skąd bierze się odruch „wymieńmy na wszelki wypadek”. Kto nie ma pewności, robi zapasy, a te zapasy ktoś potem musi kupić. Przy gruncie wysadzinowym ta niepewność jest szczególnie kusząca, bo zjawiska nie widać w dniu odbioru - ale wybieranie metrów gliny, których płyta i tak nie obciąża, to robienie sobie problemu po to, żeby rozwiązać problem, którego nie ma. Decyzja o głębokiej wymianie potrafi przy okazji przenieść projekt do złożonych warunków gruntowo-wodnych i wyższej kategorii geotechnicznej, czyli dołożyć dokumentacji, której wcześniej nie było.

Nawet gdy wymiana jest potrzebna, rzadko musi objąć wszystko - i tu jest miejsce, w którym na gruncie wysadzinowym zostaje w kieszeni najwięcej. Aby ten problem rozwiązać, nie trzeba wymieniać gruntu pod całym budynkiem na pełną głębokość. Niejednokrotnie wystarczy wymienić go po obwodzie na odpowiednią szerokość, najczęściej metr do środka budynku. Materiał, który leży w środku, pod ogrzewanym domem, nie ma szans przemarznąć w zimę, więc nie trzeba go ruszać. Stosuje się to przede wszystkim przy domach parterowych, bo przy piętrowych powierzchnia zabudowy jest mniejsza i po wejściu metr do środka niewiele zostaje - za to pod parterówką środek płyty to duża powierzchnia i oszczędność potrafi być nieraz po 10 tysięcy złotych lub więcej. Pamiętajcie jednak, że wolno tak zrobić tylko za zgodą konstruktora i kierownika budowy: to nie jest prosta decyzja i oboje muszą o niej wiedzieć oraz ją zatwierdzić. Dlatego takie uzgodnienia robimy z kilkutygodniowym wyprzedzeniem, zanim ktokolwiek zamówi kruszywo. Kiedy wymiana bywa zwyczajnie błędem, rozpisuję w osobnym tekście, a cały temat zbieram w tekście o wymianie gruntu.

Jedna uwaga o pieniądzach. Wszystko, co wynika z projektu i z badań gruntu, także wymianę gruntu, liczymy przed podpisaniem umowy, więc na budowie nie dochodzą pozycje, których w ofercie nie było. Właśnie dlatego badania geotechniczne są u nas wymaganym załącznikiem do wyceny, a nie dodatkiem do niej: dzięki nim jesteśmy w stanie powiedzieć z góry, czy i jakich dopłat za wymianę gruntu można się spodziewać, i ująć ją razem z zagęszczeniem od razu w ofercie. Wysadzinowość jest jedną z rzeczy, które z tych badań wychodzą.

Masz w opinii zapis o dużej wysadzinowości i nie wiesz, co z niego wynika? Prześlij ją razem z rysunkami przez formularz wyceny, a odpowiemy, co ta warstwa oznacza dla Twojej płyty. Wycenę odsyłamy w 48 godzin od skompletowania zapytania.

Pytania

Jak głęboko przemarza grunt w Polsce?

Polskę dzieli się na cztery strefy o głębokościach 0,8, 1,0, 1,2 i 1,4 m, licząc od poziomu terenu; najpłycej jest na zachodzie, najgłębiej w północno-wschodnim krańcu kraju. Warto wiedzieć, skąd ta mapa pochodzi: z normy PN-81/B-03020, wycofanej w 2010 roku i zastąpionej Eurokodem 7, który jednak nie podaje ani metodyki, ani mapy dla Polski, więc stara mapa pozostała jedynym punktem odniesienia. Sama mapa została przeniesiona z normy z 1974 roku i opiera się na pomiarach z jednej wyjątkowo mroźnej zimy. Instytut Techniki Budowlanej opublikował propozycję nowej mapy, opartej na trzydziestoletnich pomiarach temperatury gruntu, i wychodzą z niej strefy głębsze niż dotychczasowe. Dla Ciebie znaczy to tyle, że liczba z opinii jest punktem odniesienia, a nie prawem fizyki, i że lepiej mieć przy krawędzi zapas niż deficyt.

Czy piasek może być wysadzinowy?

Czysty piasek średni i gruby nie jest wysadzinowy, bo jego pory są za duże, żeby podciągać wodę do strefy zamarzania. Zasada z placu brzmi więc krótko: jak jest piasek, to nie jest wysadzinowy. Wyjątkiem są piaski drobne i pylaste, które trafiają do grupy gruntów wątpliwych, oraz piaski gliniaste, które w opinii bywają opisane jako grunty spoiste. Dlatego przy czytaniu dokumentu ważne jest nie samo słowo „piasek”, tylko przymiotnik, który przy nim stoi.

Czy płyta fundamentowa musi sięgać poniżej głębokości przemarzania?

Nie musi i zwykle nie sięga, ale nie dzieje się to samo z siebie. Warunkiem są dwie rzeczy: materiał niewysadzinowy pod płytą, czyli u nas 30 cm kruszywa grubej frakcji, oraz przemyślana krawędź, bo mróz wchodzi z boku. Jeżeli budynek nie będzie ogrzewany, na przykład wolnostojący garaż, rachunek wygląda inaczej i tym bardziej należy do konstruktora.

Czy pod płytę trzeba wymieniać grunt?

Nie zawsze, i to jest chyba najczęstsze nieporozumienie w tym temacie. Wymianę wymusza słaby albo organiczny grunt w poziomie posadowienia, a przy wysadzinowości decyduje układ warstw, głębokość przemarzania i to, jak będzie ukształtowany teren wokół domu. Podbudowa 30 cm z kruszywa jest u nas w standardzie zawsze; jeśli potrzeba więcej, wynika to z projektu i z badań, a nie z cennika wykonawcy.