Co to jest stopa fundamentowa i gdzie się ją stosuje?

Podstawą w każdym projekcie domów są fundamenty – tradycyjne, ława lub stopa fundamentowa. O ile o fundamentach jako takich i ławie fundamentowej wiadomo całkiem sporo, o tyle pojęcie stopy fundamentowej wielu osobom jest całkowicie obce. Dowiedz się, gdzie ma ona zastosowanie i w jakich projektach domów jest wykorzystywana. Czy może zapewnić stabilność i trwałość w posadowieniu domu parterowego, piętrowego czy też wyposażonego w poddasze użytkowe?

Czym jest stopa fundamentowa?

Jedną z pierwszych prac ziemnych, jakie wykonuje się przy budowie domu, jest wykopanie miejsca pod fundamenty i wykonanie niezbędnych robót z tym związanych. Istnieją różnego rodzaju fundamenty, w tym stopa fundamentowa, która jest elementem posadowienia konstrukcji budowlanych. Czym różni się ona np. od ławy fundamentowej? Co to jest stopa fundamentowa?

Stopa fundamentowa lub fundamentalna to typ fundamentu bezpośredniego, jaki stosowany jest głównie pod słupy czy kolumny. Ma ona za zadanie przenosić i rozkładać siły skupione od pojedynczych słupów na grunt nośny. Prawidłowo wykonana zapewnia bezpieczeństwo i trwałość obiektu budowlanego. Nie powinno się stosować stóp fundamentowych do rozkładania sił powierzchniowych pochodzących np. z przegród, bo do tego celu wykorzystywane są ławy fundamentowe.

W zależności od zastanych warunków i z racji osiowego występowania obciążeń stopa fundamentowa może odznaczać się innym kształtem.  

Stopa fundamentowa – wymiary

Przy ustalaniu wymiarów stopy fundamentowej musisz wziąć pod uwagę podstawowe wytyczne projektowe. Szerokość, długość i wysokość stopy nie mogą być dziełem przypadku.

Wymiary zarówno podstawy fundamentu, jak i jego wysokości powinny być zawsze wielokrotnością 5 cm, jeśli projektujesz i wykonujesz żelbetonową stopę fundamentową. Wymiary stóp fundamentowych to zazwyczaj wysokość w przedziale 30-50 cm, a wymiary w rzucie – od 100 do 250 cm. Jeśli wartość ta jest wyższa, możemy powiedzieć, że jest to płyta fundamentowa.

Wymiary stopy fundamentowej prostokątnej dobierz tak, by stosunek długości elementu do jego szerokości mieścił się w granicach 1,3-1,6. Wysokość elementu konstrukcyjnego najczęściej mieści się w przedziale 0,4-0,7 m.

Stopy fundamentowe mogą być wykonane z materiału zbrojonego lub bez zbrojenia. Należy jednak mieć na uwadze, że przy stosowaniu fundamentów niezbrojonych wysokość fundamentu musi być większa ze względu na konieczność rozłożenia obciążenia na stopę fundamentową. Jakie zbrojenie zastosować?

Zbrojenie stóp, które charakteryzują się mniejszymi wymiarami, stanowią siatki zbrojeniowe z prętów stalowych, których średnica wynosi 10-16 mm i które są ułożone w dole stopy. Jeśli masz do czynienia z większą powierzchnią, wskazane jest zastosowanie prętów o średnicy 18-26 mm. Rozstaw prętów powinien być określony przez konstruktora na podstawie obliczeń i uwzględniony w projekcie stopy fundamentowej.

Zbrojenie z prętów zwykle jest rozmieszczane co 10-25 cm. Odstęp nie powinien być większy niż 25 cm. Ważnym elementem jest dopasowanie wartości grubości otuliny. Zależy ona od klasy całej konstrukcji oraz otaczającego środowiska, na którego działanie będzie narażony obiekt. Otulina zbrojenia nie powinna być mniejsza niż 5 cm.

Jakie jest zastosowanie stóp fundamentowych?

Stopy fundamentowe należą do grupy płaskich fundamentów bezpośrednich. Stosuje się je najczęściej pod tymi elementami, które występują pojedynczo lub między którymi jest znaczny rozstaw. Przenoszą i rozkładają one siły skoncentrowane od pojedynczych słupów czy kolumn na grunt nośny. Natomiast obciążenie przenoszone przez rząd słupów, o ile odległość między nimi jest niewielka, sprowadza się do gruntu poprzez zastosowanie pod nimi ławy fundamentowej.

Stopy fundamentowe nie są odpowiednim sposobem posadowienia w razie konieczności przeniesienia obciążeń powierzchniowych. W takich sytuacjach fachowcy stosują inne rozwiązania – ławy fundamentowe lub płyty fundamentowe.

Stopy fundamentalne stosowane są również przy posadowieniu krótkich fragmentów budynków. Dlatego możesz spotkać się ze stopą fundamentową pod komin lub kominek, a także ściany, gdzie ze względu na duży nacisk i ciężar wymagają one fundamentowania. Ten typ fundamentu bezpośredniego ma zastosowanie wówczas, gdy osiadania pod obiektem nie wykazują znacznego zróżnicowania. Przy osiowym występowaniu obciążeń stopy fundamentowe mają kształt kwadratu. Natomiast jeśli obciążenia przekazywane są z pewnym przesunięciem (mimośrodem), najlepiej wykonać stopy fundamentowe w kształcie prostokąta.

Stopa fundamentowa – jakie są jej rodzaje?

Istnieje co najmniej kilka różnych rodzajów stóp fundamentowych, jakie wykorzystywane są przy budowie obiektów mieszkalnych i komercyjnych. Wyróżnia się je pod względem m.in. materiału, z jakiego powstały, przeznaczenia czy kształtu.

Stopy fundamentowe murowane są stosowane pod słupem lub filarem obciążonym osiowo w budynku o maksymalnie 3 kondygnacjach. Są posadowione na gruncie nośnym, powyżej poziomu wody gruntowej.

Trzeba powiedzieć, że stopy wykonane z cegły, kamienia i betonu mogą być stosowane tylko pod słupami obciążonymi osiowo – jest to ich dużą wadą. Natomiast stopy fundamentowe żelbetowe, wykorzystywane najczęściej jako fundamenty słupów, mogą przenosić obciążenie osiowo lub mimośrodowo. Przy obciążeniu mimośrodowym fundament ma podstawę w kształcie prostokąta wydłużonego w płaszczyźnie działania obciążenia, a przy obciążeniu osiowym ma zazwyczaj podstawę kwadratową. Najczęściej stosowane rodzaje stóp żelbetowych:

• stopy fundamentowe prostokątne,
• stopy fundamentowe trapezowe,
• stopy fundamentowe schodkowe.

Stopy fundamentowe (żelbetowe) mogą mieć kształt prostopadłościanu, ostrosłupa ściętego, schodków lub kielicha. Aby obniżyć koszty wykonania stóp, kształt prostopadłościanu stosuje się przy obiektach o małych rozmiarach. Stopy fundamentowe schodkowe mają zastosowanie w przypadku dużych powierzchni. Górne wymiary stóp ostrosłupowych powinny być około 10 cm większe od szerokości słupa, który spocznie na fundamencie.

Dzięki temu będzie możliwe oparcie deskowania, które zostanie wykonane przy konstruowaniu słupa. Odsadzki stopy schodkowej powinny mieć wysokość około 40-50 cm i należy je dopasować w taki sposób, aby obrys fundamentu nie przecinał ostrosłupa ściętego, którego górną podstawą jest obrys słupa. Należy pamiętać, aby płaszczyzny boczne tworzyły kąt 45 stopni z podstawą stopy.

Stopy fundamentowe prefabrykowane

W ofercie firm zajmujących się prefabrykacją elementów żelbetowych znaleźć można również stopy fundamentowe prefabrykowane. Ich zastosowanie znacznie przyspiesza proces budowy. Stopy fundamentowe prefabrykowane osadza się najczęściej w gniazdach zwanych kielichami. Stosuje się je często w budownictwie przemysłowym.

Prefabrykacji podlegają zarówno same podstawy słupów (cokół jest wtedy wykonywany na mokro na budowie), jak i całe stopy. Dla słupów tego typu wykonuje się często stopy z otworem, tzw. kielichem, umożliwiającym łatwe zamocowanie podstawy słupa. W przypadku dużych obciążeń stosuje się nawet sprężone fundamenty o rzucie kołowym.

Stopa fundamentowa – z jakich materiałów możemy ją wykonać?

Jakie mogą być stopy fundamentowe? Tego typu elementy konstrukcyjne wykonuje się z różnego rodzaju materiałów. Zazwyczaj wykorzystuje się stopy murowane z cegły, kamienia, betonu bądź żelbetonu. Mogą być one wylewane na budowie w trakcie trwania prac. Najpowszechniej stosowane są monolityczne stopy fundamentowe z betonu lub żeliwa. Stopy fundamentowe murowane nie są już obecnie szeroko rozpowszechnione. Można spotkać także stopy produkowane jako prefabrykowane (kielichowe), wykonane przez firmy wykonawcze. Ze względu na rodzaj materiału, z jakiego wykonane są stopy fundamentowe, wyróżnia się te wykonane z:

• cegły,
• kamienia,
• betonu,
• żelbetonu.

Miejsce występowania środka obciążenia pozwala podzielić stopy na:

• obciążone osiowo,
• obciążone mimośrodowo.

Obciążenie stóp fundamentowych stanowią siła skupiona i moment zginający, które oddziałują przy podstawie słupa i są równoważone przez opór gruntu nośnego. Sprawdzenie warunków granicznych nośności zawiera określenie nośności podłoża oraz nośności samej stopy na zginanie i ścinanie (przebicie).

Zbrojenie stopy fundamentowej – co warto wziąć pod uwagę?

Jeśli zamierzamy wykonywać stopę fundamentową, rozplanowanie zbrojenia ułatwi opis techniczny przygotowany przez projektanta i umieszczony w projekcie budynku. Warto wziąć pod uwagę wszystkie warunki panujące na działce, gdzie wykonywana jest stopa fundamentowa. Głębokość przemarzania gruntu ma szczególne znaczenie podczas wykonywania fundamentów i ich zbrojenia.

W różnych regionach Polski owa głębokość przemarzania może być różna. W okolicach Suwałk jest to około 1,4 m, podczas gdy w okolicach Poznania – zaledwie 80 cm. Tak będą zagłębione i zbrojone stopy fundamentowe domów nieposiadających piwnic. W domu z piwnicami zagłębienie wyznacza wysokość piwnicy. Wspomniana głębokość przemarzania jest najważniejsza, jeśli dom ma stanąć na gruntach spoistych, ponieważ grunty piaszczyste w znacznie mniejszym stopniu podciągają wodę gruntową.

Stopy fundamentowe muszą być dostosowane także do nośności gruntu przeznaczonego pod budowę domu. Nośność poznać można po wykonaniu badania geotechnicznego. Dobrą charakteryzują się grunty, które w badaniach geotechnicznych osiągają parametry co najmniej 150 kPa.

Zbrojenie stalowe stóp fundamentowych powinno być chronione przed agresywnym oddziaływaniem mokrego środowiska. Zbrojenie narażone jest na korozję, ale dzięki betonowej otulinie zostanie zabezpieczone przed rozwojem rdzy. Ważne jest, by otulina miała odpowiednią grubość.

Zasadniczo przy wykonywaniu zbrojenia stóp fundamentowych należy wziąć pod uwagę to, w jakim elemencie żelbetowym występuje rozciąganie. Przy zbrojeniu fundamentu pod uwagę zawsze bierze się:

• średnicę i liczbę prętów zbrojeniowych,
• klasę i gatunek stali wykorzystanej do zbrojenia oraz klasę betonu,
• grubość zastosowanej otuliny,
• odległości występujące pomiędzy kolejnymi prętami,
• długość zakładów i zakotwienia prętów,
• zamocowanie uziomu (bednarki) do zbrojenia,
• usytuowanie starterów.

Jakie badania gruntu należy wykonać przed wyborem rodzaju fundamentów?

Projektowanie stopy fundamentowej – o czym należy pamiętać?

Podczas projektowania wszystkich elementów konstrukcyjnych, w tym również fundamentów, konstruktor powinien wziąć pod uwagę obciążenia wynikające z projektowanego budynku, a także rodzaj oraz nośność gruntu, gdzie przeprowadzone mają być prace budowlane. Na etapie wykonywania projektu budowlanego architekt musi brać pod uwagę wiele różnych kwestii, aby poprawnie wykonać stopy fundamentowe. Błędy popełnione na tym etapie są bardzo trudne do naprawienia w przyszłości, a ponadto wpływają negatywnie na przegrody czy na stabilność całej konstrukcji.

Dlatego w trakcie projektowania stopy fundamentowej trzeba zwrócić uwagę na:

• siły oddziałujące na fundamenty,
• rodzaj gruntu,
• poziom zwierciadła wody gruntowej,
• głębokość przemarzania.

Istotną kwestią przy projektowaniu stopy fundamentowej jest sprawdzenie warunku jej przebicia. To konieczne dla poprawnego doboru liczby i rodzaju zbrojenia tego typu fundamentu.

Ile kosztuje stal zbrojeniowa w 2022 r.? Cennik

Jak zrobić stopę fundamentową? Krok po kroku

Jaki jest proces wykonywania stopy fundamentowej? Głównym narzędziem służącym do projektowania i analizy stóp fundamentowych jest program GEO5. Oprogramowanie geotechniczne umożliwia wykonanie kompleksowego projektu fundamentu, a więc wyznaczenie nośności, obrotu i osiadania stopy fundamentowej. Dodatkowo program przeprowadza wymiarowanie zbrojenia podłużnego i zbrojenia na przebicie. Dlatego można za jego pomocą bardzo precyzyjnie zaprojektować stopy fundamentowe, a następnie według przedstawionego opisu technicznego wykonać je na swojej działce.

Proces wykonywania stóp fundamentowych nie różni się właściwie od wykonywania ławy czy płyty fundamentowej. Obejmuje on takie kroki, jak:

• wykonanie wykopów oraz szalunków – ziemnych, drewnianych lub systemowych;
• wykonanie warstwy wyrównawczo-podkładowej pod stopy – najczęściej z wykorzystaniem betonu podkładowego klasy C8/10 lub C10/12;
• ułożenie prętów zbrojeniowych zgodnie z wytycznymi z projektu wykonawczego;
• wykonanie starterów – jeśli stopa fundamentowa wykonana jest w technologii monolitycznej, dla odpowiedniego połączenia elementów konstrukcyjnych;
• wypełnienie szalunku mieszanką betonową;
• odpowietrzenie mieszanki z wykorzystaniem wibratora pogrążalnego;
• wykonanie izolacji stopy fundamentowej – hydroizolacji poziomej, chroniącej przed podciąganiem kapilarnym wody z gruntu.

Warto zaznaczyć, że dobór elementów konstrukcyjnych, w tym fundamentów, należy do zadań konstruktora. Sporządza on projekt budowlany obiektu. Algorytm przeznaczony do tych obliczeń zawiera w sobie wiele warunków, które muszą zostać spełnione i które mają wpływ na odpowiedni poziom nośności i bezpieczeństwa konstrukcji.