Kesony fundamentowe należą do grupy fundamentów pośrednich. Ich zastosowanie umożliwia posadowienie obiektów budowlanych w gruntach silnie nawodnionych lub nawet pod zwierciadłem wody.

Kesony fundamentowe z reguły są stosowane w budownictwie hydrotechnicznym i mostowym. Konstrukcje tego typu swoją formą przypominają skrzynię pozbawioną dna, którą po osadzeniu w podłożu wypełnia się mieszanką betonową.

Czym są kesony fundamentowe?

Kesony fundamentowe mają postać skrzyń wykonanych z żelbetu lub stali, które pełnią funkcję fundamentu pośredniego pod obiekty budowlane. Zastosowanie konstrukcji kesonowych umożliwia realizację robót budowlanych w warunkach bezwodnych mimo prowadzenia prac w warunkach wysokiego poziomu zwierciadła wód gruntowych, a nawet w użytkowanych zbiornikach wodnych lub w korytach rzek. Wykorzystanie kesonu w warunkach wodnych polega w pierwszym etapie na zatopieniu konstrukcji, a następnie na dokładnym uszczelnieniu spodniej części fundamentu. W kolejnym kroku następuje wybieranie cieczy poprzez wtłaczanie do wnętrza kesonu powietrza pod dużym ciśnieniem. W trakcie wykonywania robót związanych z posadowieniem konstrukcji kesonowej przemieszczanie niezbędnych materiałów i narzędzi oraz transport ludzi odbywa się z wykorzystaniem specjalnych przewodów, w których znajdują się śluzy powietrzne. Kesony fundamentowe po pogrążeniu wypełnia się mieszanką betonową. Dzięki temu konstrukcja ta staje się fragmentem fundamentu budowli o charakterze hydrotechnicznym.

W przypadku gdy opuszczanie kesonu ma odbyć się w warunkach stosunkowo niskiego nasączenia gruntu wodą, pogrążanie konstrukcji polega na stopniowym wybieraniu urobku z jej wnętrza oraz etapowym zagłębianiu się skrzyni pod wpływem naporu ciężaru własnego na podłoże.

Czym charakteryzuje się budownictwo kesonowe?

Posadowienie fundamentów kesonowych może odbywać się na jednym lub dwóch poziomach. W przypadku gdy rzędne docelowego umiejscowienia konstrukcji mają być zróżnicowane, środkowa część kesonu znajduje się na wyższym poziomie niż strefa obrzeżna. Omawiany sposób posadowienia jest zazwyczaj stosowany w budownictwie mostowym podczas realizacji robót nad wykonaniem podpór pod budowlę tego typu. W takich przypadkach często zdarza się, że podłoże nośne znajduje się na powyżej rzędnej, na której jest projektowane posadowienie z uwagi na potencjalne warunki powodujące rozmycie dna. Zastosowanie technologii kesonów pogrążonych na dwóch poziomach umożliwia zabezpieczenie środkowej strefy konstrukcji przed podmyciem przez wodę.

Wymiar fundamentu kesonowego zazwyczaj w przybliżeniu odpowiada wielkości opierającej się na nim budowli. Jedyną różnicą jest szerokość odsadzek, które projektuje się w górnej strefie konstrukcji fundamentowej. Zastosowanie odsadzek stanowi pewne zabezpieczenie wykonawcze, które umożliwia zachowanie prawidłowości przekazywania obciążeń z obiektu budowlanego na fundament nawet w przypadku wystąpienia odchyłek podczas realizacji procesu pogrążania kesonu. Szerokość odsadzek w takim przypadku najczęściej wynosi od 0,2 do 0,4 m.

Jaka jest różnica między kesonem a studnią fundamentową?

Studnie fundamentowe, podobnie jak kesony, są rodzajem fundamentów pośrednich. Wyglądem bryły w pewnym stopniu przypominają kesony, jednak są konstrukcjami przeznaczonymi do pogrążania w gruntach o słabym nawodnieniu. Uważa się, że studnie stanowią pewną alternatywę pali fundamentowych. Elementy posadowienia tego typu stosuje się przy zaleganiu gruntu nośnego do głębokości nie większej niż 15 m. Typowa rzędna opuszczenia studni z reguły nie przekracza 10 m. Ten rodzaj fundamentu nie jest polecany do wykorzystywania przy posadowieniu obiektów w strefach zalegania głazów, pni oraz starych fundamentów, ponieważ obecność elementów o takiej wielkości utrudnia proces pogrążania konstrukcji. Studnie fundamentowe mogą być wykonywane z elementów murowych, betonu lub żelbetu. W nowoczesnym budownictwie z reguły wykorzystuje się studnie w formie prefabrykowanych kręgów, których zespolenie realizuje się poprzez zastosowanie specjalnych stalowych nakładek. Proces posadowienia studni polega w pierwszym kroku na ułożeniu spodniej części fundamentu na dnie wykopu o niewielkiej głębokości (około 50 cm). W kolejnych etapach następuje stopniowe wybieranie urobku z wnętrza konstrukcji oraz zagłębianie studni. Dolny fragment najniższego kręgu jest wyposażony w specjalny nóż ułatwiający penetrowanie podłoża. Po osiągnięciu przez ostrze docelowej rzędnej wnętrze konstrukcji wypełnia się mieszanką betonową lub gruzobetonem. Przeniesienie obciążeń przez studnię polega na przekazaniu sił na grunt podłoża poprzez podstawę fundamentu z pomijalnymi siłami tarcia bocznego.