Pochyły teren to trudne podłoże budowlane. Aby wykorzystać jego walory i zminimalizować wady, trzeba dobrze przygotować się do budowy.

Niezależnie od tego, czy z okien rozciąga się bajeczny widok na góry, czy dom jest zakopany w gruncie, budując na skarpie musimy liczyć się z trudnościami konstrukcyjnymi i użytkowymi. Przede wszystkim zbocze jest narażone na utratę stateczności. Co to oznacza? Mówiąc najprościej - że na skutek naruszenia jego struktury przez pracę maszyn budowlanych, wykop, okresowe obniżenie poziomu wód gruntowych, niekorzystne przewarstwienia gruntu, usunięcie roślinności - może się osunąć, skutkując tragedią budowlaną. Teoretycznie zjawisko to grozi wtedy, kiedy dom ma stanąć blisko krawędzi skarpy albo u jej podnóży. Jednak w praktyce zabudowy jednorodzinnej ciężko o inną sytuację. I nie ma tu żadnych bezpiecznych rozwiązań uniwersalnych. Każda skarpa jest inna, każda ma inny kąt nachylenia, układ warstw gruntu, na jednej rosną mocne drzewa, na innej rachityczne krzaki, a kolejna jest podmywana przez spływającą po roztopach wodę. Stateczność skarpy oblicza się zawsze indywidualnie.

Stateczność zboczy piaszczystych

Najprostszym modelem jest zbocze zbudowane z przepuszczalnych i niespoistych gruntów, jakimi są wszelkie piaski (próchnicze, drobne, pylaste, średnie, grube) oraz żwiry i pospółka, czyli mieszanki różnych frakcji "kamyczków". Zjawiskiem, jakie zagraża wtedy budowie, jest zsuw, a więc poślizg gruntu wzdłuż nachylenia skarpy. Zbocze uważa się za bezpieczne, jeżeli kąt jego nachylenia jest mniejszy niż kąt tarcia wewnętrznego gruntu ϕ. Wynosi on odpowiednio 36-42⁰ dla żwirów i pospółek, 34-39⁰ dla piasków średnich i grubych, czyli o większych frakcjach ziaren, 30-36⁰ dla piasków drobnych i pylastych oraz 26-39⁰ dla piasków próchniczych. Inżynierowie w obliczeniach zalecają zachowac współczynnik bezpieczeństwa rzędu co najmniej 10%, zatem za stateczne, czyli niestwarzające zagrożenia budowlanego, można uznać skarpy o nachyleniu:

23⁰ -35⁰ - piaski próchnicze
27⁰ -32⁰ - piaski drobne i pylaste
31⁰ -35⁰ - piaski średnie i grube
32⁰ -38⁰ - żwiry i pospółki

Warunek ten ulega jednak zaostrzeniu, kiedy w miąższości zbocza następuje przepływ wody gruntowej, czyli na przykład jest ono skarpą kanału odwadniającego. Wtedy bezpieczne nachylenie skarpy jest o połowę mniejsze.

Stateczność zboczy spoistych

O ile skarpy piaszczyste pozwalają nawet samodzielnie oszacować ryzyko budowlane, o tyle w przypadku gruntów spoistych, czyli gliniastych, ilastych i pylastych, nie obędzie się bez szczegółowych obliczeń. Zbocza spoiste nie zsuwają się bowiem płasko, tylko ześlizgują wzdłuż powierzchni kołowo-walcowej, tworząc osuwisko, sięgające nierzadko nawet kilku metrów w głąb skarpy. Największą miąższość osuwisko ma w strefie środkowej.

Mając dany ciężar objętościowy gruntu, jego kąt tarcia i spójność, tworzy się obliczeniowy model bryły osuwiska, wyznacza pole najniekorzystniejszych punktów obrotu i na tej podstawie określa najmniejszy wskaźnik bezpieczeństwa dla poślizgu. Obliczenia te są skomplikowane i wykonuje się je oczywiście za pomocą rozmaitych programów. W największym uproszczeniu można przyjąć, że stateczne są skarpy o nachyleniu do 50⁰ (w najbardziej korzystnych sytuacjach, gdy skarpa jest zbudowana z twardoplastycznej gliny, a jej wysokość nie przekracza 6 m, można przyjąć 70⁰). Są to jednak wartości orientacyjne, bo zagrożenie osuwiskiem zależy od wielu czynników indywidualnych i statecznosć zawsze powinna być sprawdzona obliczeniowo.

Umacnianie skarpy

Podnóże zbocza zabezpiecza się przed osuwaniem najczęściej za pomocą pali (rzadziej murów oporowych) wbijanych pionowo w ziemię na taką głębokość, żeby środek długości pala leżał mniej więcej na linii przewidywanego osuwiska. Pod płaszczyzną poślizgu znajdzie się wtedy taka sama część pala, jak między nią a powierzchnią zbocza, co zepnie warstwy gruntu, chroniąc przed ich odspojeniem. Polecaną metodą jest też osłanianie wyższych partii zbocza stalową siatką. Siatkę mocuje się za pomocą wbijanych prostopadle do płaszczyzny nachylenia cienkich drutów. Druty przepuszcza się przez całą miąższość przewidywanego osuwiska i kotwi dopiero w statecznej warstwie gruntu. Taka metoda jest potocznie nazywana gwoździowaniem. Odpowiednią formę zabezpieczenia skarpy przed osunięciem zawsze powinien dobrać inżynier, bo rozstaw pali albo głębokość kotwienia "gwoździ" zależy od nachylenia, rodzaju gruntu i wyznaczonej płaszczyzny poślizgu.

Przydatne rośliny

Korzenie roślin porastających zbocze można przyrównać do naturalnej formy "gwoździowania" - spajają one podpowierzchniowe warstwy gruntu, zmniejszając ryzyko ich osuwania. Najlepsze efekty daje obecność drzew, których korzenie sięgają najgłębiej. Krzaczasta roślinność i trawy ograniczają natomiast ilość i prędkość przepływu wód opadowych. W celu zwiększenia stateczności skarpy warto zatem obsadzić ją mieszaną szatą roślinną. Trzeba tylko uważać na lokalizowanie dosadzanych drzew. W środkowej części zbocza, czyli tej najmniej bezpiecznej, zamiast pomagać - mogą zaszkodzić. Obciążają bowiem skarpę swoim ciężarem i siłą, jaką wywierają pod wpływem wiatru, a ich korzenie nie są wystarczająco długie, żeby przebiły się przez tę maksymalną w tym miejscu miąższość bryły ewentualnego osuwiska. Ważne też, żeby nie wycinać istniejących drzew. Z czasem ich gnijące korzenie przestają umacniać skarpę i - choć przez lata była stateczna - w pewnym momencie może się osunąć.

Drenaż to konieczność

Nawet najstabilniejsze zbocze nie poradzi sobie ze śliską warstwą poślizgową, która nagle pojawi się w jego strukturze. Skąd taka warstwa? Choćby ze zmiany warunków wodnych na skutek wykopu i budowy domu. Woda gruntowa zaczyna nierównomiernie podsiąkać w górę, bo jej drogę zakłócają fundamenty i ich izolacja. Natomiast woda opadowa, migrująca w głąb z powierzchni zbocza, może stopniowo podmywać fundamenty. Dlatego domy stawiane na skarpie zawsze powinny być otoczone drenażem opaskowym. Trzeba go ułożyć już na etapie fundamentowania. Rury powinny okalać cały dom, a następnie prowadzić w bezpieczne miejsce - na przykład do rowu odwadniającego u podnóża skarpy. Układ i średnice rur, ich głębokość oraz izolacja, a także umiejscowienie odprowadzenia wody muszą być rozrysowane w projekcie.

Publikacja ma charakter poglądowy.

Data publikacji: 28 listopada 2016