Sposoby posadowienia hal stalowych

Trudno wyobrazić sobie budowę hal stalowych bez położenia fundamentów. Są one niezbędne do ustabilizowania konstrukcji, a także nadania jej solidnego oparcia w gruncie o określonej spoistości. W poniższym artykule skupimy się na przeglądzie różnych rodzajów fundamentów i ich roli w zabezpieczeniu hal stalowych. Zapraszamy do lektury.

Fundamenty i ich rola w budownictwie wielkopowierzchniowym

Fundament to zbrojona struktura betonowa, która stanowi podstawę dla praktycznie każdego budynku. W przypadku inwestycji o charakterze wielkopowierzchniowym jego rola jest szczególnie istotna. Najważniejsze funkcje, jakie pełni fundament, to przede wszystkim:

• stworzenie solidnej podstawy nośnej dla całej konstrukcji budynku wielkopowierzchniowego,
• ustabilizowanie jego położenia względem nawierzchni,
• zwiększenie wytrzymałości konstrukcyjnej hali stalowej,
• rozłożenie (w sposób równomierny) obciążenia konstrukcyjnego w obrębie gruntu,
• zapobieżenie przesuwania się mas ziemnych w bliskim sąsiedztwie budynku.

Konstrukcja i sposób położenia fundamentów zależą zatem nie tylko od rozmiaru (powierzchni) inwestycji budowlanej, ale też od rodzaju i spoistości gruntu, jego nachylenia, obecności wody, a także szeregu innych czynników, które mają istotny wpływ na siły działające na halę stalową.

Specyfika hal stalowych w kontekście budowy fundamentów

Hale stalowe to obiekty, które – ze względu na swój kształt i przeznaczenie – są poddane wielu różnym siłom. Zacznijmy od tego, że obiekty wielkopowierzchniowe są narażone na działanie sił, które wynikają np. z nierównomiernego obciążenia budynku, zróżnicowanej spoistości gruntu (na tak dużej powierzchni), a także warunków atmosferycznych, jakie okresowo oddziałują na podłoże.

Tak rozległa przestrzeń powinna być chroniona zarówno latem, gdy spoistość gruntu jest relatywnie wysoka, jak i zimą, kiedy (do określonej głębokości) mamy do czynienia z przemarzaniem ziemi. Nie bez znaczenia jest też sposób eksploatacji budynku. Inaczej buduje się fundamenty pod budynki wykorzystywane całorocznie, a inaczej w halach tymczasowych.

Rodzaje fundamentów – co warto wiedzieć?

Ogólny podział fundamentów jest dość prosty. Wyróżniamy konstrukcje płytkie oraz głębokie. Sprawdźmy zatem, które z nich sprawdzą się w przypadku konkretnych hal stalowych.

1. Duże hale stalowe, które są eksploatowane przez cały rok, są najczęściej stawiane na fundamentach płytkich. Składają się one z podstawowego zbrojenia podłużnego, które wykonane jest m.in. ze stalowych prętów. Dzięki temu konstrukcja całoroczna nie zapadnie się pod swoim ciężarem niezależnie od pory roku (a więc również w trakcie wiosennych roztopów). Co więcej, wykonana w ten sposób konstrukcja jest też stosunkowo tania, gdyż wylewkę wykonuje się jedynie pod stopami, a nie na całym obwodzie konstrukcji hali stalowej.
2. Mniejsze hale przemysłowe, które są eksploatowane okresowo (sezonowo), wymagają nieco innego systemu posadowienia. W tym przypadku wykorzystuje się głównie płyty fundamentowe. Warto się na nie zdecydować, jeśli grunt jest zbyt słaby. Dzięki zastosowaniu płyt ciężar budynku rozkłada się na całej powierzchni fundamentu.

Alternatywą dla powyższych rozwiązań są tzw. fundamenty głębokie, zwane też palami fundamentowymi. Stosuje się je znacznie rzadziej niż rozwiązania płytkie, ale w niektórych sytuacjach są bardzo przydatne. W jakich?

• Gdy fundament opiera się na podłożu dwuwarstwowym. W tym przypadku pale przebijają wierzchnią, słabszą warstwę i wnikają w głąb warstw, które charakteryzują się zwiększoną spoistością (np. twardy grunt, glina lub skały).
• Gdy konstrukcja hali stalowej uwzględnia punktowe, skoncentrowane obciążenia. Należą do nich m.in. parki maszynowe, magazyny wysokiego składowania lub zbiorniki na wodę.

Projektowanie i budowa fundamentów – na co zwrócić uwagę?

Zanim inwestor przystąpi do wylewki fundamentu, jego konstrukcja musi być właściwie zaprojektowana. W tym celu wykorzystuje się narzędzia symulacyjne, które służą do zaplanowania obciążeń występujących w obrębie konstrukcji fundamentu oraz samej hali stalowej. Trzeba uwzględnić m.in. takie kwestie, jak:

• charakterystykę obciążeń konstrukcyjnych hali,
• rodzaj użytej konstrukcji
• charakterystyka gruntu,
• podatność na oddziaływanie czynników pogodowych,
• system odwodnienia itd.

Największym problemem pozostaje ocena stanu i właściwości gruntu. W tym celu należy przeprowadzić odpowiednie badania geologiczne na głębokościach zaplanowanych w ramach projektu.

Charakterystyka gruntu a projekt fundamentu

Badania geotechniczne (o których mowa) dotyczą przede wszystkim oceny zdolności do wchłaniania przezeń wód gruntowych. Im jest ona większa, tym zwiększa się ryzyko obniżenia spoistości fundamentów, co w przypadku tak masywnych konstrukcji może doprowadzić do ich całkowitego zniszczenia. Obowiązkiem kierownika budowy jest zlecenie tychże badań, zanim w rejonie, w którym realizowana będzie inwestycja, zespół wykonawców przystąpi do jakichkolwiek prac.

Jakie rodzaje gruntów są najkorzystniejsze z punktu widzenia wykonawcy? Torf, muł i glina to podłoże, które wykazuje tendencje do obsuwania się. Dlatego osadzenie fundamentu na nich może doprowadzić do jego stopniowego uszkadzania, a nawet pęknięcia. Inaczej sprawa wygląda w przypadku skał, piasków lub żwiru. Tutaj mamy do czynienia z podłożem o zwiększonej spoistości. Owszem, w przypadku piasku opady deszczu doprowadzą do jej obniżenia, ale problem ten można rozwiązać np. poprzez zastosowanie specjalnego odwodnienia liniowego.

Czynniki zewnętrzne wpływające na rodzaj użytego fundamentu

Klimat i jego charakterystyka

Klimat to jeden z najważniejszych czynników decydujących o tym, jaki rodzaj fundamentu będzie odpowiedni dla konkretnej inwestycji. Fakt, w Polsce mamy do czynienia z dość niegościnnymi warunkami pogodowymi (deszcz, śnieg i mróz), ale nie oznacza to, że zabezpieczenie fundamentów jest niemożliwe. Jeśli w danym miejscu często występują powodzie, sensownym rozwiązaniem jest zastosowanie izolacji, która chroni fundamenty przed działaniem wilgoci.

Wody gruntowe i ich wpływ na fundament

Kolejnym czynnikiem, który trzeba uwzględnić w projekcie fundamentu pod halę stalową, jest poziom wód gruntowych. Uściślając – chodzi o głębokość, na której można „dokopać się” do warstwy wodonośnej. Jeśli ich warstwa znajduje się bardzo głęboko, wystarczy zastosować fundamenty płytkie. Dzięki temu ich struktura nie będzie narażona na działanie wilgoci. Jeśli jednak powierzchnia wód gruntowych znajduje się znacznie płycej, to jedynym sensownym rozwiązaniem pozostaje zastosowanie odwodnienia lub takie skonstruowanie podstawy fundamentu, aby ten oparł się działaniu ciśnienia hydrostatycznego.

Ocena następstw budowy

Wybierając projekt fundamentu, trzeba również ocenić to, jaki wpływ będzie on miał na otaczające środowisko naturalne. Gleba jest często nieprzewidywalna, w związku z czym trzeba się liczyć ze zmianą jej parametrów. Konstrukcja fundamentu powinna uwzględniać ten „margines błędu”, tak aby inwestycja spełniała określone zadanie przez długie lata. Kolejną kwestią jest obecność drzew. Ich wzrastające korzenie mogłyby doprowadzić do zniszczenia fundamentów, w związku z czym konieczne jest ich odpowiednie zabezpieczenie.

Może też się okazać, że zarówno sama hala stalowa, jak i prace wykonywane na jej terenie, mogą doprowadzić do uszkodzeń na sąsiednich posesjach. Dlatego trzeba tak zaplanować jej układ, aby integralność sąsiednich budynków (i realizowanych tam inwestycji) nie była w żadnym stopniu zagrożona.

Szukasz profesjonalnego wykonawcy hal stalowych? Zgłoś się do nas!

Jeśli jesteś zainteresowany budową hali stalowej o solidnym fundamencie, którego konstrukcja będzie dostosowana do warunków miejscowych na terenie inwestycji, to koniecznie zgłoś się do nas. Przyjrzymy się dokładnie charakterystyce działki inwestycyjnej, zwrócimy uwagę na różne czynniki ryzyka, a także – w przypadku wyrażenia chęci współpracy – stworzymy kompleksowy projekt inwestycyjny.

Dobry fundament to podstawa. I właśnie dlatego zachęcamy do skorzystania z naszych usług.