Głębokość przemarzania gruntu a posadowienie budynku

Głębokość przemarzania gruntu to odległość od powierzchni, do której sięga temperatura ujemna. Parametr ten ma istotny wpływ na sposób posadowienia budynku na działce. W zależności od warunków gruntowych trzeba dobrać odpowiednie fundamenty, a także na przykład sposób wykonania instalacji. Określając tę wartość, można mieć pewność, że budowa domu będzie przeprowadzona tak jak należy.

Czym jest głębokość przemarzania gruntu?

Głębokość przemarzania gruntu to po prostu głębokość, do której sięgają temperatury ujemne. Mierzy się ją od powierzchni gruntu. Gdy temperatura sięga poniżej zera, dochodzi do przemarzania gruntu. Warto pamiętać, że jest to zjawisko okresowe. Przemarzanie gruntu związane jest z zamarznięciem wody zawartej w gruncie – zawiera on cząsteczki wody, które pod wpływem ujemnych temperatur zwiększają swoją objętość. Poznanie głębokości przemarzania gruntu na konkretnym terenie jest istotne w czasie planowania budowy domu – gdy zamarznięte cząsteczki wody napotkają na przeszkodę – fundamenty czy instalacje – wypychają ją. Powstają tzw. wysadziny mrozowe. Dlatego, jeśli fundament będzie położony w strefie przemarzania, może ulec poważnym uszkodzeniom.

Od czego zależy głębokość przemarzania gruntu?

Głębokość przemarzania gruntu zależy od wielu czynników. Do najważniejszych zalicza się średnią roczną temperaturę powietrza. Wpływ na głębokość przemarzania gruntu ma też długość okresu zimowego. Do innych ważnych czynników należy zaliczyć też:

• rodzaj gruntu – skład gleby, jej struktura w znacznym stopniu wpływa na to, do jakiej głębokości będzie przemarzał grunt. Trzeba pamiętać, że np. glina i muł to gleby, które są bardziej podatne na przemarzanie niż chociażby piasek,
• zawartość wody w gruncie – im jest ona wyższa, tym większe ryzyko przemarzania,
• osłony terenu, jego pokrycie roślinne – wszelkiego typu osłony, nawet pokrywa śnieżna, są izolatorami, które chronią grunt przed niskimi temperaturami. W miejscach, gdzie takie osłony występują, głębokość przemarzania gruntu będzie mniejsza,
• nasłonecznienie – w miejscach, gdzie ekspozycja na promieniowanie słoneczne jest większa, głębokość przemarzania gruntu może być zmniejszona.

Oczywiście trzeba pamiętać o tym, że głębokość przemarzania będzie różniła się w zależności od lokalizacji geograficznej i stref klimatycznych. Różne warunki gruntowe wpływają więc na to, że w Polsce występują różne strefy przemarzania gruntu.

Strefy przemarzania gruntu w Polsce

Strefa przemarzania gruntu to wyznaczony obszar na terenie kraju, w którym grunt przemarza do podobnej głębokości. Strefa taka określa więc, do jakiej głębokości na danym terenie przemarza grunt. W Polsce można wyróżnić cztery takie strefy – podział taki został dokonany w oparciu o normę PN-81/B-03020. Mapa strefy przemarzania gruntu określa, że najpłytsza taka strefa znajduje się w zachodniej części kraju. Z kolei najgłębsza strefa przemarzania znajduje się na północnym-wschodzie kraju. Jakie są głębokości przemarzania dla poszczególnych stref?

Posadowienie budynku a strefa przemarzania gruntów

Uwzględnienie strefy przemarzania gruntu jest bardzo ważne w przypadku projektowania fundamentów. Trzeba też pamiętać o tym, że gotowe projekty często mają dostosowane rozwiązania do II strefy – w takich przypadkach trzeb dokonać zmian w trakcie adaptacji projektu do warunków lokalnych.

Jakie konsekwencje będzie miało nieprawidłowe posadowienie? Zbyt płytkie posadowienie fundamentów jest niestety częstym problemem – wiąże się to z ich późniejszymi uszkodzeniami, wysadziny mrozowe będą powodować pęknięcia w fundamencie.

Na czym opiera się prawidłowe posadowienie? Wskazujemy w dalszej części artykułu.

Badania geotechniczne

Przed przystąpieniem do budowy, a nawet jeszcze przed wyborem działki pod budowę domu, trzeba wykonać badania geotechniczne, aby poznać warunki gruntowo-wodne na działce. Dzięki temu bezpiecznie posadowisz swój dom. To badania geotechniczne pozwalają odpowiednio zaprojektować fundamenty. Badania takie polegają na wykonaniu odwiertów geologicznych, z których pobierane są próbki gruntu i wody. Próbki takie badane są później w laboratorium – oceniana jest chociażby plastyczność gruntu czy skład chemiczny wód gruntowych. Wszystko to pozwala określić np. jaka jest głębokość przemarzania gruntu. Badania geotechniczne pozwalają określić, jaki dokładnie typ gruntu znajduje się na zakupionej pod budowę domu działce.

Adaptacja projektu do lokalnych warunków

Jeżeli zdecydujesz się na budowę domu z gotowego projektu, musisz koniecznie poddać go adaptacji. Jest to konieczne z tego względu, że projekt gotowy jest przygotowany dla typowych warunków gruntowych i klimatycznych – większość dla II strefy. Taki projekt domu będzie więc uwzględniał rozwiązania, które mogą nie być odpowiednie dla innych regionów kraju. Adaptacja projektu pozwoli dopasować go do warunków panujących na działce inwestora, w tym przede wszystkim określić głębokość posadowienia fundamentów.

Głębokość przemarzania a fundamenty

Głębokość przemarzania gruntu w dużym stopniu wpływa na to, na jakiej głębokości powinien być posadowiony budynek. Ogólną zasadą, jaką się przyjmuje przy projektowaniu fundamentów, jest to, by były one położone 20 centymetrów poniżej głębokości przemarzania. 

Jeśli więc działka pod budowę domu znajduje się w I strefie, fundament może być posadowiony około metra od powierzchni gruntu. Z kolei w II strefie fundament powinien być zaprojektowany około 1,2 m od powierzchni terenu. W ten sposób posadawia się zazwyczaj tradycyjne ławy fundamentowe.

Bardzo ważne jest też określenie, czy dany grunt jest wysadzinowy. Jeśli nie, dom można posadowić płycej, nawet na głębokości 50-60 cm. Na takiej głębokości posadawia się też płytę fundamentową – w tym przypadku wokół płyty ułożona jest opaska termoizolacyjna, a także opaska przeciwwysadzinowa. Wpływ niskiej temperatury eliminowany jest też przez ocieplenie płyty od spodu.

Chcesz wiedzieć więcej na temat fundamentów? Przeczytaj o tym, jak dobrać fundament do gruntu.

Głębokość przemarzania a instalacje

Głębokość przemarzania gruntu ma wpływ także na to, na jakiej głębokości trzeba układać elementy instalacji wodociągowej, kanalizacyjnej, a także przyłącza czy rury. Poniżej głębokości przemarzania gruntu zaleca się także umiejscowić zbiorniki oczyszczalni ścieków i szambo. Jeśli zewnętrzne instalacje będą źle usytuowane, powstanie wysadzin mrozowych może doprowadzić do tego, że rury ulegną uszkodzeniu, a także powstaną w nich zatory. Co więcej, jeśli w tym przypadku nie będzie wzięta pod uwagę przemarzanie gruntu, woda lub ścieki mogą wydostawać się z instalacji na zewnątrz. Zakłócony może być też prawidłowy poziom i spadek elementów instalacyjnych czy zbiorników zewnętrznych. Zbyt płytkie umiejscowienie instalacji może więc doprowadzić do różnych awarii.

Posadowienie domu na gruntach wysadzinowych

Na skutek różnic temperatur w gruncie dochodzi do przemieszczania się w nim wody – ta słabo związana z cząsteczkami gruntu przemieszcza się do miejsc, w których jest niższa temperatura, co doprowadza do powstawania soczewek lodowych. Podciągają one wodę błonkowatą i kapilarną i powiększają się. W takim wypadku mogą powstawać wysadziny mrozowe. Dojdzie do tego, jeśli niska temperatura panuje przez dłuższy czas, a grunt charakteryzuje się dużą wilgotnością. Warto pamiętać, że wysadziny mrozowe mogą powstawać na tzw. gruntach wysadzinowych, czyli tych, które zawierają ponad 10% cząsteczek o średnicy mniejszej niż 0,02 mm. Przede wszystkim do takich gruntów można zaliczyć np. gliny, torfy czy iły. 

Przed rozpoczęciem budowy domu bardzo ważne jest więc określenie, czy grunt jest wysadzinowy – jeśli tak, a prace związane z posadowieniem fundamentów zostaną przeprowadzone nieprawidłowo, może dojść do ich zniszczenia. Gdy na działce występują grunty wysadzinowe, konieczne jest posadowienie fundamentów poniżej głębokości przemarzania gruntu. Konieczne jest też zweryfikowanie rozmiarów ław fundamentowych lub wzmocnienie płyty fundamentowej, co podnosi koszty budowy.

Chcesz wiedzieć więcej? Przeczytaj z jakich materiałów budować fundamenty.

Zmiany klimatyczne a strefy przemarzania gruntów

W związku ze zmieniającymi się warunkami klimatycznymi na przestrzeni lat zmieniały się też głębokości i obszary stref. Pierwsza mapa wskazująca na strefy przemarzania gruntu pochodzi z 1945 roku, jej kolejne edycje z 1955 i 1959 roku– na mapach tych wskazane są trzy strefy przemarzania gruntu. Dodatkową, czwartą strefę, wskazano w mapie z 1974 roku. Obowiązująca do dzisiaj norma z 1981 roku również dzieli kraj na cztery strefy. Jednak ze względu na zmiany klimatyczne coraz częściej wskazuje się na konieczność uaktualnienia dotychczasowej mapy, biorąc pod uwagę aktualne dane z poszczególnych stacji meteorologicznych i pomiary z lokalnych warunków gruntowych.

Przemarzania gruntu w Polsce - aktualna mapa stref przemarzania gruntu:

Pytania i odpowiedzi o przemarzanie gruntu

Temat związany z głębokością przemarzania gruntu wiąże się z powstawaniem wielu pytań. Poniżej przedstawiamy odpowiedzi na najczęstsze z nich.

Jak sprawdzić głębokość przemarzania gruntu?

Aby dokładnie określić głębokość przemarzania gruntu i tym samym bezpieczną głębokość posadowienia fundamentów, należy wykonać badania geotechniczne. Trzeba też zapoznać się z mapą stref przemarzania gruntu.

Ile jest stref przemarzania gruntu w Polsce?

Aktualnie obowiązuje mapa, na której zaznaczone są cztery strefy przemarzania gruntu – pierwsza obejmuje tereny o najniższej głębokości przemarzania, czwarta o najwyższej.

Na co w czasie budowy domu wpływa głębokość przemarzania gruntu?

Przede wszystkim głębokość przemarzania gruntu wpływa na sposób posadowienia fundamentów. Musi on być dobrany odpowiednio do konkretnego rodzaju gruntu występującego na działce. Parametr ten wpływa też na głębokość układania elementów różnych instalacji.

Czy fundamenty zawsze muszą być posadowione poniżej głębokości przemarzania gruntu?

Ma to znaczenie głównie przy gruntach wysadzinowych (np. gliny, torfy), na których mogą powstawać wysadziny mrozowe.