Osiadanie budynku i pękające ściany, przyczyny oraz profilaktyka

Osiadanie budynku najczęściej wynika z nieodpowiedniego przygotowania podłoża gruntowego pod budowę, rzadko z wad konstrukcyjnych samego budynku. Z reguły druga przyczyna ma miejsce w przypadku większych konstrukcji, bardziej skomplikowanych, przez co łatwiej popełnić błąd podczas budowy lub projektowania. W tym tekście omówimy problem osiadania budynku oraz jak przeciwdziałać temu zjawisku.

Osiadanie budynku, a pękające ściany

Nie zawsze pękające ściany świadczą o tym, że coś groźnego dzieje się z budynkiem. Można wyróżnić kilka rodzajów pęknięć w zależności od przyczyny ich powstania. Pęknięcia w postaci płytkich rys, pojawiające się na ścianach w formie pajęczyny, to zazwyczaj efekt naprężeń występujących między materiałami budowlanymi. Często tego typu pęknięcia powstają w miejscach takich jak okolice okien lub drzwi.

Nie są one groźne, a jedynie mogą powodować kiepskie wrażenie estetyczne. Tego typu pęknięcia można w łatwy sposób zlikwidować, za pomocą masy szpachlowej lub zaprawy klejącej, w przypadku większych pęknięć. Tego typu zabiegi pozwolą na szybkie pozbycie się płytkich szczelin i pęknięć.

Gorzej jeżeli pęknięcia znacznie głębiej penetrują ściany budynku, a nawet przechodzą przez cały mur. Przyczyną tego typu głębokich pęknięć jest nadmierna ilość naprężeń, których budynek nie jest w stanie przyjąć. Tego typu naprężenia tworzą się zazwyczaj na skutek zbyt dużego, nierównomiernego osiadania budynku lub wysadzin mrozowych, powstałych pod fundamentem.

Kontrola uszkodzeń budynku

Oczywiście koniec końców, przyczyna pęknięć przechodzących przez mury lub innych poważnych uszkodzeń budynku, musi zostać zweryfikowana przez specjalistę, który przeprowadzi ekspertyzę techniczną stanu budynku. Na początek należy ustalić czy spękania, które się pojawiły poszerzają się dalej. W tym celu można użyć zaprawy gipsowej i pokryć nią pęknięcia. Można to zrobić w kilku wyznaczonych, kontrolnych miejscach.

Innym sposobem monitorowania pęknięć na ścianach lub innych elementach konstrukcyjnych budynku, są rysomierze lub szczelinomierze. Dzięki rysomierzom dowiemy się nie tylko czy pęknięcie się poszerza, ale poznamy kierunek rozchodzenia się szczeliny, co może stanowić ważną informację w celu ustalenia przyczyny uszkodzeń oraz późniejszych napraw.

Badania geotechniczne

W dzisiejszych czasach badania geotechniczne to już na szczęście standard. Z reguły wykonuje się je przed rozpoczęciem prac budowlanych na danej działce. Jeżeli jednak ktoś z jakichś względów ich nie zrobił, będzie je musiał wykonać w sytuacji powstałych uszkodzeń budynku. Konieczne jest sprawdzenie rodzaju gruntów na jakich znajdują się fundamenty oraz ich parametrów fizycznych.

Najczęściej tego typu badanie opiera się na wykonaniu odwiertów w celu sprawdzenia rodzaju gruntów w podłożu. Następnie wykonuje się badanie parametrów mechanicznych nawierconych gruntów. Sposób takiego badania jest zależny od tego z jakimi gruntami mamy do czynienia. Jeżeli pod spodem znajdują się osady gliniaste to sprawdza się ich stopień plastyczności metodą wałeczkowania, jeżeli piaski to wykonujemy sondowanie gruntu.

Na podstawie geotechnicznych badań polowych można stwierdzić czy rzeczywiście wina za obecny stan budynku leży w podłożu gruntowym. Jeżeli tak, to informacje uzyskane z wykonanego badania, pozwolą zaplanować kolejne kroki w celu naprawy budynku. Ponieważ na podstawie badań geotechnicznych.

Iniekcje geopolimerowe jako rozwiązanie problemów z osiadaniem budynku

Podbijanie fundamentów, to z reguły proces związany z wykonywaniem robót ziemnych i wykopów w pobliżu ścian budynku. Dlatego, coraz powszechniej stosowaną alternatywą dla tego typu prac są iniekcje geopolimerowe. Geopolimery, są to tzw. ekspansywne żywice, których użycie pozwala pominąć większość skomplikowanych robót ziemnych. 

Ponadto, używanie geopolimerów nie wiąże się z wyrządzaniem niepotrzebnych szkód spowodowanych ciężkim sprzętem. Inną zaletą iniekcji geopolimerowych jest duża szybkość uzyskiwania nośności przez żywicę zaimplikowaną do środowiska gruntowego, wynosząca od kilku do kilkunastu minut. Jest to bardzo atrakcyjna alternatywa dla metod związanych z używaniem betonu, gdzie czas zastygnięcia jest dużo dłuższy.

W praktyce, proces iniekcji polega na wstrzykiwaniu geopolimeru w grunt, pod fundamenty lub posadzki budynku. W tym celu wykonuje się przewierty o średnicy ok. 10 mm, w których umieszcza się specjalne metalowe przewody tzw. pakery iniekcyjne. Za pomocą tych przewodów, wtłacza się żywicę wprost do gruntu.

Niszczy to strukturę podłoża gruntowego, ale jednocześnie wiąże i wzmacnia grunt. Dzięki tego typu zabiegom można w szybki i mało inwazyjny dla domowników sposób, podbić fundamenty uszkodzonego budynku.

Skład żywicy jest dobierany w zależności od sytuacji oraz rodzaju gruntu w jaki ma zostać zaaplikowana. Dlatego niezwykle istotne jest wykonanie badań geotechnicznych. Mają one na celu nie tylko rozeznać się w panujących warunkach gruntowo-wodnych, ale także określić skład żywicy.

Najczęstsze przyczyny osiadania budynków

W internecie można przeczytać wiele opinii na temat przyczyn, które powodują osiadanie budynków. Z naszego doświadczenia wynika, że najczęstszą przyczynę stanowi źle przygotowane podłoże gruntowe lub po prostu niewykonanie badań geotechnicznych. Dlaczego wykonanie badań geotechnicznych jest takie ważne?

Na podstawie badań, podejmuje się decyzję odnośnie doboru odpowiednich fundamentów oraz w razie konieczności wzmocnienia gruntu. Problemy z osiadaniem budynku, wynikają głównie z dwóch powodów. Występowanie w podłożu gruntów niebudowlanych tj. nasypy niekontrolowane lub grunty organiczne, które nie nadają się pod budowę. Słabe grunty zaliczane do budowlanych, ale nie posiadające wystarczającej nośności, aby przyjąć bez odkształcenia ciężar obiektu.

Obydwie te rzeczy, ustala się na podstawie badań geotechnicznych.

Grunty niebudowlane w podłożu

Dzisiejsza technologia oferuje wiele sposobów na jakie można wzmocnić grunty w podłożu, tak aby zapobiec osiadaniu budynku. Jednak, nie zawsze się to opłaca. Czasami lepiej zmienić lokalizację danego obiektu, niż płacić za bardziej skomplikowane rozwiązania. W przypadku niektórych inwestycji tj. autostrady lub drogi ekspresowe, zmiana lokalizacji jest bardzo kłopotliwa, niemożliwa lub po prostu nieopłacalna.

Jeżeli chodzi o domy jednorodzinne, to grunty niebudowlane np. grunty organiczne lub nasypy niekontrolowane, najczęściej się usuwa z wykopu. Usunięcie kłopotliwych, nienośnych gruntów jest najpowszechniejszym rozwiązaniem. Problemy zaczynają się kiedy warstwa tego typu osadów ma miąższość kilku metrów. Wtedy albo zdecydujemy się na poszukanie innej lokalizacji pod budowę, albo inwestujemy w fundamenty pośrednie.

W przypadku gruntów antropogenicznych, należy je usunąć z wykopu lub stawiać dom na gruntach nośnych znajdujących się poniżej (palowanie), nie da się ich w żaden sposób wzmocnić. Za to istnieją sposoby na wzmocnienie gruntów organicznych np. wstępne obciążenie gruntu z użyciem drenów, ale nie stosuje się tego typu rozwiązań do niewielkich inwestycji.

Zbyt słabe grunty budowlane

W Polsce, podłoże gruntowe jest bardzo często zbudowane z osadów piaszczystych. Jeżeli piasek ma stanowić podłoże pod fundament, to nie może być zbyt luźny, musi posiadać odpowiednio wysoki wskaźnika zagęszczenia gruntu (I_s). W przeciwnym razie na skutek ciężaru własnego oraz masy postawionego na nim budynku, będzie osiadał.

Czyli, innymi słowy powierzchnia terenu, na którym stoi budynek stopniowo zacznie się obniżać. Osiadanie jest to normalny proces, zachodzący praktycznie zawsze. Jednak zbyt duże osiadanie lub nierównomierne, często jest bezpośrednią przyczyną uszkodzeń powstałych w budynku.

Grunty piaszczyste można w łatwy i prosty sposób wzmocnić poprzez ich zagęszczenie. Najczęściej na małych bądź średnich budowach, parametry podłoża gruntowego polepsza się zagęszczając grunt za pomocą zagęszczarek. Przeważnie, im większa masa zagęszczarki, tym większa głębokość oddziaływania na grunt takiego urządzenia. Jest to tzw. zagęszczanie wibracyjne, które polega na wzmacnianiu podłoża za pomocą drgań mechanicznych.

Inną metodą na wzmocnienie gruntu jest wykonanie stabilizacji podłoża np. za pomocą cementu lub wapna. W zależności od potrzeb, do wyboru jest kilka różnych metod na stabilizację podłoża gruntowego. Czynniki jakie wpływają na wybór odpowiedniej metody to przede wszystkim warunki gruntowo-wodne jakie panują na obszarze, na którym ma zostać wykonana stabilizacja oraz koszty i możliwości wykonania danego przedsięwzięcia.