W jakich sytuacjach jest wymagane wzmocnienie fundamentów?
Współczesna praktyka inżynierska coraz częściej staje przed koniecznością wzmacniania istniejących fundamentów. Potrzeba ta może wynikać z różnych przyczyn. Wśród najczęstszych można wskazać:
- występowanie nadmiernego osiadania lub odkształceń (przechyłów) – osiadanie fundamentów ponad dopuszczalne wartości może skutkować pojawieniem się pęknięć i deformacji w obrębie elementów konstrukcyjnych, a także przeciążeniem konstrukcji. Zastosowanie wzmocnienia fundamentów umożliwia w takim przypadku stabilizację obiektu;
- zmiana użytkowania lub obciążenia konstrukcji – powiększenie budynku poprzez dodanie dodatkowej kondygnacji lub zmiana przeznaczenia skutkują zwiększeniem obciążeń stałych i zmiennych oddziałujących na elementy konstrukcyjne. Efektem tego może być przekroczenie nośności istniejących fundamentów. Wzmocnienie elementów posadowienia umożliwia w takich przypadkach bezpieczne przeniesienie nowych oddziaływań;
- zmiana warunków gruntowych – zdarza się, że podłoże gruntowe nagle ulega nadmiernemu nierównomiernemu osiadaniu lub dotyczy je zmiana wilgotności, erozja lub podniesienie poziomu wód gruntowych. W takich sytuacjach odpowiednie wzmocnienie fundamentów i podłoża umożliwia przywrócenie zdolności do efektywnego przekazywania obciążeń na nośne warstwy gruntu;
- inwazyjne prace budowlane – głębokie wykopy na działkach zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie, bliskie roboty infrastrukturalne oraz próby odwadniania gruntu mogą naruszyć stateczność elementów posadowienia. W takich przypadkach wzmacnianie fundamentów istniejących obiektów najczęściej jest planowane na etapie wykonywania dokumentacji projektowej nowych inwestycji;
- pogorszenie lub uszkodzenie fundamentów – wystąpienie spękań, degradacji betonu lub stali (objawiających się naruszeniem wyżej położonych elementów konstrukcyjnych) lub innych sygnałów utraty nośności przez elementy posadowienia jest sygnałem do bezzwłocznego wzmocnienia fundamentów.
Czy można wzmocnić istniejące fundamenty bez ich odsłaniania? Jaką technologię najlepiej wybrać?
Tak, można skutecznie wzmocnić istniejące fundamenty bez ich całkowitego odsłaniania. W tym celu zazwyczaj wykorzystuje się zaawansowane technologie iniekcyjne i palowe, z których najczęściej stosowanymi są: jet-grouting oraz mikropale. Obie metody są szeroko opisywane w literaturze inżynierskiej jako efektywne rozwiązania w sytuacjach ograniczonego dostępu do fundamentów oraz konieczności minimalnej ingerencji w strukturę istniejących budynków.
Jet-grouting – wysokociśnieniowa iniekcja strumieniowa
Jet-grouting to technika wzmacniania gruntu polegająca na zastosowaniu wysokociśnieniowego strumienia zaczynu cementowego (lub mieszaniny cementowo-bentonitowej) wtłaczanego do podłoża gruntowego. Wbudowany iniekt tworzy kolumny o wysokiej nośności i sztywności. Realizacja procesu nie wymaga odkopywania fundamentów, ponieważ iniekcję można prowadzić poprzez otwory wykonywane z poziomu terenu lub najniższej kondygnacji budynku.
Ważniejsze korzyści wynikające z zastosowania technologii jet-grouting to:
- brak potrzeby odkrywania fundamentu – prace wykonywane są punktowo, pod istniejącym obiektem;
- zwiększenie nośności gruntu pod fundamentem – tworzenie homogennych kolumn cementowo-gruntowych poprawia warunki posadowienia;
- minimalna ingerencja w użytkowanie budynku – technologia jest niskoinwazyjna, odpowiednia dla budynków funkcjonujących;
- dostosowanie do różnych typów gruntów – jet-grouting sprawdza się zarówno w gruntach spoistych, jak i niespoistych;
- możliwość kontroli parametrów – ścisły dobór średnicy kolumn, głębokości, ciśnienia i przepływu, pozwala na precyzyjny dobór parametrów wzmocnienia.
Jet-grouting uchodzi za skuteczną alternatywę dla klasycznych metod podbijania fundamentów, szczególnie w warunkach miejskich i przy wzmacnianiu obiektów zabytkowych.
Mikropale (małośrednicowe pale iniekcyjne)
Mikropale to wiercone elementy o średnicy z zakresu 100–300 mm, które docelowo są kotwione w nośnych warstwach podłoża gruntowego. Pale tego typu są instalowane bez konieczności całkowitego odkrycia fundamentu – często przez przebicie lub ukośne odwierty wykonywane obok istniejących fundamentów.
Główne korzyści stosowania mikropali to:
- możliwość efektywnego przeniesienia obciążeń na głęboko położone warstwy nośne – technika ta pozwala na rozwiązanie problemów związanych z występowaniem słabych gruntów bezpośrednio pod istniejącymi fundamentami;
- możliwość instalacji bez odkopywania fundamentów – pale mogą być wykonane przez otwory w fundamencie lub z bocznej strony elementów posadowienia;
- duża nośność przy małej średnicy – mikropale iniekcyjne osiągają nośność nawet kilkuset kN, w zależności od gruntu i parametrów kotwienia;
- możliwość zastosowania w trudnodostępnych lokalizacjach – dzięki użyciu kompaktowego sprzętu, można prowadzić roboty związane ze wzmocnieniem fundamentów w sąsiedztwie istniejących obiektów oraz wewnątrz budynków;
- możliwość pracy etapowej – pale mogą być instalowane sekwencyjnie, bez potrzeby wyłączania budynku z użytkowania.
Mikropale znajdują szerokie zastosowanie przy modernizacji istniejących obiektów , zwłaszcza w sytuacjach braku kompletnej dokumentacji projektowej, gdzie niezbędne jest minimalnie inwazyjne wzmocnienie posadowienia. Są skuteczne również w warunkach ograniczonego dostępu, skomplikowanej geometrii fundamentów lub w gruntach słabonośnych, gdzie konieczne jest przeniesienie obciążeń na głębiej położone, nośne warstwy gruntu.
Podsumowanie
Wzmacnianie fundamentów staje się nie tylko działaniem naprawczym, ale także profilaktycznym i modernizacyjnym. Zagadnienie to nabiera szczególnego znaczenia w kontekście zrównoważonego rozwoju, ochrony dziedzictwa architektonicznego oraz optymalizacji kosztów inwestycyjnych poprzez przedłużenie żywotności istniejących obiektów.
Współczesne technologie umożliwiają skuteczne wzmacnianie istniejących fundamentów bez potrzeby ich całkowitego odsłaniania. Techniki oparte o jet-grouting i mikropale pozwalają na znaczne zwiększenie nośności oraz poprawę stateczności elementów posadowienia przy minimalnej ingerencji w bezpośrednie otoczenie obiektu. Co ważne, specjaliści BUDOKOP służą kompleksową pomocą w tym zakresie!
