Jak wykonuje się wykopy pod fundament?

Wykonanie prac ziemnych jest zawsze jednym ze wstępnych etapów przygotowania i realizacji każdej inwestycji budowlanej. Po sporządzeniu projektu architektonicznego, rozpoznaniu geologicznym oraz wytyczeniu miejsca posadowienia budowli rozpoczynają się roboty ziemne, w ramach których w zależności od potrzeb prowadzi się roboty niwelacyjne – usuwa resztki starych obiektów, roślinność, zbiera wierzchnią warstwę humusu, wyrównuje wgłębienia i pagórki. 

Elementem wykonywanych czynności bywa często przemieszczanie mas ziemi, odpowiednie jej zagęszczanie dla zapewnienia właściwej nośności, modelowanie terenu, np. łączące się z usypywaniem nasypów.

Jedną z kluczowych realizowanych czynności są jednak wykopy pod fundamenty. Ich rodzaj jest zawsze dopasowany do wielkości i rodzaju planowanego obiektu, ale zasady postępowania są zawsze takie same. Zobaczmy, jak wygląda przygotowanie wykopów pod fundamenty.

Znaczenie prawidłowego wykonania wykopów i przygotowanie do prowadzenia prac

Sposób fundamentowania budowli, a zatem i rodzaj wykonywanych wykopów jest uzależniony od sporządzonego przez architekta projektu. Przy wyborze typu fundamentowania, opiera się on zawsze na dostępnych danych geologicznych i na tej podstawie określa rodzaj i zakres potrzebnych czynności. Przy obiektach wznoszonych na bardziej wymagających obszarach, gdzie warunki geologiczne są zaliczane do złożonych lub skomplikowanych (np. tereny gdzie prowadzono prace górnicze) oraz w przypadku obiektów zaliczanych do drugiej albo trzeciej kategorii geotechnicznej potrzebne jest wykonanie bardziej rozbudowanej dokumentacji geologicznej lub geologiczno-inżynierskiej.

Przygotowywane badania i zawarte w dokumentacji informacje pokazują, z jakim podłożem będzie miał do czynienia wykonawca przeprowadzający prace ziemne i przygotowujący wykopy pod fundamenty. Dzięki rozpoznaniu geologicznemu określony jest rodzaj gruntu, poziom zwierciadła wód gruntowych oraz ewentualne występujące zagrożenia związane z samoczynnym przemieszczaniem się ziemi.

Warunki geologiczne i konieczny rodzaj fundamentowania wpływają na rodzaj  i sposób prac ziemnych. Na ich podstawie ustala się w projekcie robót ziemnych m.in. sposób odwodnienia terenu, ustalenie przebiegu dróg dojazdowych w razie konieczności przemieszczania dużych mas ziemnych, czy takie szczegóły techniczne, jak kąt nachylenia wykopu, który w zależności od rodzaju gruntu, zabezpieczy przed niekontrolowanym osuwaniem się ziemi.

Wówczas, gdy konieczne jest przygotowanie fundamentów pod niewielkie budynki mieszkalne, zakres prac będzie węższy niż w wówczas, gdy przygotowuje się duże inwestycje kubaturowe lub liniowe. Przy budowie domów jednorodzinnych wystarcza zwykle wykonanie tzw. wykopów wąskoprzestrzennych, gdy szerokość dna nie przekracza 1,5 metra. Większe obiekty to zwykle wykopy szerokoprzestrzenne, których szerokość dna jest większa niż 1,5 metra.

W pierwszym przypadku wykopy obejmują często rowy o niewielkiej głębokości i szerokości, które odtwarzają kształt bryły budynku. Będzie tak w sytuacji, kiedy budynek będzie niepodpiwniczony i posadowiony bezpośrednio na gruncie. Nieco większa jest skala prac przy ławach fundamentowych, gdy wykop zajmuje powierzchnię całego budynku. Z głębszymi wykopami będziemy mieli do czynienia wtedy, gdy budynek będzie podpiwniczony. Taki wykop ma często podobny rozmiar jak przy ławie fundamentowej, jednak większą głębokość. Bardzo złożone są prace ziemne prowadzone przy budynkach o większej kubaturze lub takich, które będą miały więcej kondygnacji.

Metody prowadzenia prac przy wykonywaniu wykopów

Wykonanie rozległych lub głębokich wykopów fundamentowych może wiązać się z koniecznością stosowania dodatkowych zabezpieczeń i odwodnień. Przy pracach tego typu nieodzowne stają się drenaże czy zabezpieczenia ścian wykopów. Jeśli chodzi o używane odwodnienia, to często korzysta się nie tylko z metod powierzchniowych w postaci rowów opaskowych czy poprzecznych, ale również odwodnień wgłębnych. Popularną metodą jest np. igłofiltracja. Obniżenie zwierciadła wody gruntowej jest konieczne nie tylko ze względu na ułatwienie realizacji prac czy wymogi bezpieczeństwa, ale również dla przyspieszenia osiadania i poprawy stabilności gruntu.

Do ochrony gruntu przed osunięciem, a także przed naporem wody gruntowej przy wykonywaniu wykopów bardzo często stosuje się metodę pogrążania grodzic. Są to modułowe stalowe przegrody zagłębiane wzdłuż ścian planowanego wykopu. W przypadku wykopów wąskoprzestrzennych podobne zastosowanie mają rozmaite konstrukcje rozporowe.

Wykonanie wykopów często wymaga użycia ciężkiego sprzętu budowlanego. Podczas prac fundamentowych przy niewielkich obiektach korzysta się z minikoparek lub koparko-ładowarek. Przy nieco większych inwestycja są najczęściej używane koparki kołowe, które stosunkowo łatwo dostarczyć na miejsce wykonywanych robót, sprawdzają się więc dobrze przy większych domach jednorodzinnych, niewielkich obiektach komercyjnych czy wykopach pod związaną z budową infrastrukturę.

Większe inwestycje oznaczają większą ilość sprzętu o bardziej rozbudowanych możliwościach. Do wykopów na większą skalę używa się koparek gąsienicowych. Jeśli przygotowywany obiekt jest bardzo rozległy, przydatne bywają spycharki, a niekiedy, np. przy wykopach pod duże hale przemysłowe, czy podziemne parkingi o wyjątkowo dużej powierzchni nawet maszyny używane w drogownictwie, np. równiarki.

Transport i załadunek urobku wymaga również odpowiednich urządzeń transportowych. Przy dużych inwestycjach odspojony grunt jest przemieszczany przy pomocy ciężarówek wywrotek, a przy ich załadunku korzysta się często z ładowarek czołowych. Przy mniejszych inwestycjach urobek jest składowany w postaci tzw. odkładu, czyli nasypu formowanego w wybranym miejscu na placu budowy.

Prace związane z przygotowanie wykopów wiążą się również ściśle z koniecznością przestrzegania wymogów BHP. Głębokie wykopy muszą być zabezpieczone w taki sposób, by nikt do nich przypadkowo nie wpadł. W czasie prac ważne jest również właściwa ochrona osób wykonujących prace na dnie wykopu, w związku z ryzykiem osunięcia się ziemi.

Przed przystąpieniem do realizacji robót ziemnych konieczne jest sprawdzenie dostępnych planów i upewnienie się, że w pobliżu nie przebiegają instalacje podziemne. Niedopuszczalna jest także praca koparek tuż pod liniami napowietrznymi. Dość często prace ziemne wiążą się ze znajdywaniem niewybuchów. Tak jak nieoczekiwane napotkanie na instalacje podziemne wymaga kontaktu z odpowiednimi służbami gazowniczymi, elektroenergetycznymi czy wodociągowymi, tak i tu niezbędne jest natychmiastowe wezwanie patrolu saperskiego i Policji zabezpieczającej teren.