Zabezpieczanie budynków przed wodą gruntową

Podziemne kondygnacje budynków narażone są na działanie wody gruntowej. Każdy budynek musi być odpowiednio zabezpieczony przed wilgocią i wodą gruntową. W zależności od występujących w podłożu warunków dobiera się odpowiedni typ izolacji.

Poniżej przedstawione zostały trzy przykłady warunków wodno – gruntowych.

Przykład 1: w podłożu występują grunty piaszczyste i swobodne zwierciadło wody gruntowej

W przypadku gdy zaprojektowane jest posadowienie poniżej poziomu wody gruntowej, konieczne jest obniżenie zwierciadła wody gruntowej na czas budowy. Jednocześnie konstrukcja podziemnej części budynku musi być wykonana w technologii szczelnej wanny.

Należy zwrócić uwagę na możliwość wahania poziomu wody gruntowej. Często projektanci decydują się na posadowienie płyty fundamentowej blisko przedstawionego w dokumentacji badań podłoża gruntowego poziomu wody gruntowej nie uwzględniając możliwości jego podnoszenia się. Zdarza się, że dopiero na etapie przygotowania wykopu okazuje się, że posadowienie wypada poniżej poziomu wody gruntowej. Konieczne staje się odwodnienie, a niekiedy muszą być przeprowadzone zmiany w projekcie dotyczące wyboru odpowiedniej izolacji.

Istotne jest więc, aby jeszcze przed rozpoczęciem robót ziemnych określić poziom wody gruntowej. Można w bezpośrednim sąsiedztwie budowy zainstalować piezometry, które pozwolą prowadzić monitoring położenia lustra wody w gruncie.

Gdy budynek posadowiony jest powyżej strefy najwyższego możliwego poziomu wody gruntowej nie ma potrzeby wykonywania izolacji ciężkiej zapewniającej szczelność konstrukcji. Jednakże istotne jest, żeby wykop został zasypany gruntem o dobrej przepuszczalności. Zasypka wykopu musi swobodnie odprowadzać wody opadowe spływające do gruntu przy ścianie budynku.

Schemat 1.
Schemat 1.

Przykład 2A: w piaskach występuje woda gruntowa

W podłożu pod warstwą gruntów piaszczystych zalegają grunty o słabej przepuszczalności (gliny, pyły, iły). W piaskach występuje woda gruntowa. Taki układ odpowiada układowi, który został przedstawiony jako pierwszy.

W przypadku posadowienia poniżej poziomu wody gruntowej można zrezygnować z odwodnienia otaczając wykop ścianką szczelną zagłębioną w grunty spoiste. Ścianka typu Larsena czy też ścianka szczelinowa zapewniają szczelność wykopu po jego obwodzie a grunt nieprzepuszczalny będzie zabezpieczał dno wykopu. Ściany szczelinowe i płyta fundamentowa oczywiście muszą być wykonane ze szczelnego betonu. Zabezpieczone też muszą zostać wszelkie połączenia.

W trakcie wykonywania ścian szczelinowych konieczny jest nadzór geotechniczny, który będzie sprawował kontrolę zagłębienia ściany szczelinowej. Ściany szczelinowe mogą być zastąpione ścianką Larsena (grodzice). Przed wykonaniem wykopu otoczonego ścianami szczelinowymi konieczne będzie odpompowanie wody występującej w piaskach, w przestrzeni otoczonej ścianami szczelinowymi.

Tego typu rozwiązanie stosowane jest na wielu budowach w Warszawie. Ostatnio technologia ta została wykorzystana na budowie budynków mieszkalnych przy ulicy Pory, Bacha i Leszczyńskiej. W najbliższej przyszłości rozpocznie się budowa nowego budynku TVN przy ulicy Augustówka w Warszawie. W celu odcięcia dopływu wody gruntowej na budowie zostały wykonane ściany szczelinowe głębokości do 30 metrów.

Gdy w terenie nie ma możliwości wykonania odwodnienia opisane rozwiązanie jest pozwala na realizację kondygnacji zagłębionych poniżej poziomu lustra wody gruntowej.

Schemat 2.
Schemat 2.

Przykład 2B – w piaskach NIE występuje woda gruntowa

W piaskach zalegających na gruntach nieprzepuszczalnych nie występuje woda gruntowa ( nie została zlokalizowana w czasie prowadzonego rozpoznania geotechnicznego)

Układ taki jest szczególnie niebezpieczny, bo łatwo pozwala na popełnienie błędu. Nie ma wody, nie ma więc konieczności realizacji szczelnej konstrukcji. Stwierdzenie takie często okazuje się nieprawdziwe. Badania gruntowe mogą być prowadzone w okresie bezdeszczowym, w lecie lub wczesną jesienią. W takim czasie w podłożu może nie występować woda gruntowa. Pojawi się ona jednak w czasie intensywnych opadów lub wiosennych roztopów.

W związku z powyższym kondygnacja podziemna znajdująca się w pobliżu gruntów nieprzepuszczalnych powinna być zabezpieczona przed okresowo występującą wodą gruntową. Jeżeli spodziewamy się niewielkiego napływu wody gruntowej wystarczający może być drenaż opaskowy.

Przykład 3: w podłożu występują grunty spoiste

W dokumentacji badań podłoża gruntowego nie stwierdzono występowania wody gruntowej a jedynie zaobserwowano niewielkie sączenia. W podłożu zalegają grunty spoiste (gliny, iły). W wykopie wykonanym w takich gruntach łatwo gromadzi się woda opadowa. Należy chronić dno wykopu przed utrzymującą się wodą, która niszczy strukturę gruntu. W gruntach spoistych należy zaprojektować sposób ochrony dna wykopu przed wodą. Powierzchnię dna można przykrywać folią. Zaleca się ostatnią część wykopu (ok. 0.50 metra) przeprowadzić bezpośrednio przed wylewaniem chudego betonu. Niekiedy projektuje się też obwodowe drenaże wokół skarp wykopów. Drenaż odwodowy jest szczególnie istotny gdy ze ścian wykopu wypływa woda gruntowa.

W gruntach spoistych, w których nie stwierdzono wody gruntowej istnieje znaczne niebezpieczeństwo gromadzenia się wody w zasypce wykopu wokół ścian budynku. Woda gruntowa przesącza się przez zasypkę i utrzymuje na dnie wykopu, na stropie nienaruszonych gruntów spoistych, atakując podziemną część budynku.

W takim przypadku konieczne jest wykonanie szczelnej izolacji. Jako alternatywne można przyjąć zabezpieczenie budynku drenażem opaskowym.

W takim przypadku konieczne jest wykonanie szczelnej izolacji. Jeżeli spodziewamy się gromadzenia stosunkowo niewielkich ilości wody gruntowej można zastosować drenaż opaskowy i zrezygnować z izolacji szczelnej.

Poprawnie zaprojektowany i wykonany drenaż opaskowy skutecznie chroni budynek przed wodami gruntowymi. Szczególnie jest zalecany w przypadku, gdy woda występuje okresowo. Drenaż może być zastosowany, gdy istnieje odbiornik dla wód zbieranych przez ciąg drenarski. Takim odbiornikiem może być kanalizacja deszczowa, zbiornik retencyjny, rów odwadniający czy też studnia chłonna. Przed podjęciem decyzji o realizacji drenażu opaskowego należy sprawdzić czy mamy gdzie odprowadzić wodę!

Studnie chłonne należy wykonywać także w oparciu o fachowy projekt, który będzie sporządzany na podstawie danych o warunkach wodno – gruntowych panujących w podłożu. Zdarza się, że pod warstwą gruntów nieprzepuszczalnych zalegają nienawodnione grunty piaszczyste, które łatwo przejmą wodę z drenażu.

Wodę z drenażu można także odprowadzić do specjalnie w tym celu zaprojektowanych skrzynek plastikowych. Jedna studzienka może zgromadzić 200 litrów wody. W zależności od ilości wody zbieranej przez drenaż dobiera się liczbę skrzynek. Skrzynki są perforowane i rozsączają zgromadzoną w nich wodę. Mogą też być zastosowane do magazynowania wód opadowych. Jednak należy pamiętać aby nie łączyć instalacji drenażowej z instalacją odprowadzającą wody opadowe spływające rynnami z dachu budynku i z powierzchni utwardzonych.

Drenaż opaskowy chroni budynek przed wodą gdy wykonane są poprawnie wszystkie elementy systemu.

W zależności od ilości wody dopływającej do drenażu i jego długości odpowiednio dobrana powinna być średnica rur drenarskich. W załamaniach ciągów drenarskich muszą być umieszczone studzienki kontrolne, a obsypka ze żwiru ma być zabezpieczona otuliną z geowłókniny filtracyjnej, która zatrzymuje drobne ziarna, a przepuszcza wodę. Geowłóknina zabezpiecza drenaż przed zamuleniem.

Dodatkowo uwagę należy skupić przed sposobem wypełnienia wykopu. Zasypka wykopu musi być wykonana z materiału o dobrej przepuszczalności. Zaleca się zabezpieczyć ściany wykopu folią kubełkową wywiniętą na fundament. Miejsce połączenia ściany budynku z płytą jest miejscem szczególnie narażonym na przesiąkanie wody.

Schemat 3.
Schemat 3.

dr inż. Krzysztof Traczyński