225 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Причины вспучивания грунта

Пучение грунта: причины, расчет, минимизация ущерба

Под термином «пучение грунта» скрывается довольно сложное явление природного происхождения, которое может привести к серьезным последствиям. В тот период, когда земля промерзает, фундамент вместе со всем строением поднимается. При оттаивании происходит наоборот – основание опускается. Но суть в том, что происходит это неравномерно.

В результате строения приходят в аварийное и порой угрожающее состояние. В некоторых случаях из-за такого явления здания и вовсе начинают разрушаться, причем полностью.

Особенность природного явления

Главная особенность процесса пучения заключается в значительном увеличении объема воды в грунте по причине зимнего промерзания. Согласно ГОСТ 25100-2011 различают 5 категорий, которые различаются между собой по степени пучения (в скобках указан уровень расширения почвы):

  • Чрезмерно пучинистые грунты – больше чем 12 %.
  • Сильнопучинистые грунты – не более 12 %.
  • Среднепучинистые грунты – до 8 %.
  • Слабопучинистые грунты – примерно 4 %.
  • Непучинистые грунты – не превышает 4 %.

Однако последнюю категорию следует считать условной, поскольку в природе просто не существует почвы, где полностью отсутствует влага. К такому типу следует относить лишь гранит и крупнообломочные породы грунта. Однако в наших условиях такая разновидность почвы встречается довольно редко.

Стадии угрожающего явления

Территория Российской Федерации проходит по всей северной части Евразийского материка. По этой причине зимой всегда минусовая температура. В зависимости от конкретного региона, грунт может находиться в замершем состоянии в период от 2 до 9 месяцев.

При этом можно различить несколько стадий пучения грунта:

  • I – предварительная. При этом грунт охлаждается до температуры, пока еще не равной для кристаллизации воды.
  • II – основанная. В этом случае вода уже начинает переходить в иное свое агрегатное состояние, превращаясь в лед. Соответственно, происходит ее объемное расширение, что, как нам известно, не сулит ничего хорошего.
  • III – переохлаждение. Здесь уже под воздействием мороза грунт сжимается. Впоследствии это приводит к резкому снижению температуры.

Только стоит учитывать, что перечисленные состояния носят условный характер, так как переход из одной стадии в другую происходит очень медленно. В то же время можно выделить еще один этап в процессе оттаивания грунта – его просадку.

Как правило, явление пучения наблюдается преимущественно в зимний период. По этой причине этот сезон не подходит для строительства, в особенности массового характера. Это обусловлено серьезной опасностью – очень высок риск, что возведенное строение будет разрушено очень быстро.

В особенности силу пучения грунта следует учитывать тем, кто проживает на Крайнем Севере. В этой местности нижние слои почвы промерзают намного сильнее, нежели в других широтах.

Главный провоцирующий фактор

На первый взгляд кажется, что ущерб от пучения может быть не таким огромным, но это только кажется. Чтобы осознать всю угрозу от такого природного явления, стоит ясно представлять себе, как происходит этот процесс.

Как мы теперь знаем, явление характеризуется неоднородностью, что главным образом обусловлено перепадом высоты поверхности земли. Как правило, это наблюдается весной – та сторона здания, которая находится на юге, хорошо обогревается. К тому же свою лепту вносит весенняя капель. С наступлением вечера в грунте скапливается большое количество талой воды, которая потом становится льдом.

Масса этого такого пласта может достигать нескольких центнеров, а этого уже вполне достаточно, чтобы поднять фундамент на определенную высоту. На данный процесс уходит вся ночь.

Днем же наблюдается обратная картина – с повышением температуры лед в земле начинает оттаивать. Соответственно, основание начинает проседать, и вместе с этим земля снова обогащается очередной порцией воды, которая потом снова кристаллизуется. Все это происходит изо дня в день, пока температурный режим не нормализуется.

В течение весеннего периода перепада уровня воды здание может опуститься на несколько сантиметров. Этого вполне хватает для вызова серьезных разрушений, исправить которые впоследствии будет очень сложно, если вообще это можно сделать.

Другие причины пучения грунтов

На интенсивность пучения могут оказывать влияние различные факторы, среди которых можно упомянуть и такие:

  • Продолжительность зимнего периода и его интенсивность (суровость).
  • Толщина снега.
  • Характеристики грунта.
  • Количество осадков за сезон.
  • Уровень влажности воздуха.
  • Характер рельефа местности.
  • Растительность.
  • Глубина залегания подземных вод.
  • Расположение местности по отношению к южной стороне.

Поскольку строения могут получить очень серьезный урон от пучения, то возведение его фундамента должно производиться ниже глубины промерзания грунта. Данная величина находится в прямой зависимости от той местности, где планируется строительство домов.

Стоит отметить, что средиземная влажность грунта является основополагающим фактором, который в большей степени оказывает влияние на интенсивность пучения. В то же время не следует скидывать со счетов и плотность нижних слоев грунта. А ведь от этого параметра также многое зависит.

Чем плотнее почва, тем меньшей деформации будет подвергнуто здание. В противном случае морозное пучение грунтов будет происходить более интенсивно, что не сулит ничего хорошего.

Как определить степень пучения почвы?

Для этого стоит учитывать не только состав грунта, но и уровень залегания грунтовых вод. С необходимостью определения, насколько сильно почва пучиниста в местности частного участка, может столкнуться любой владелец загородной недвижимости. Для реализации поставленной цели необходимо выкопать шурф глубиной до 2 метров. Это такая специальная вертикальная выработка квадратной, круглой или прямоугольной формы сечения.

После этого следует выждать несколько суток. Если на дне вырытого небольшого котлована не показалась влага, нужно пробурить еще на 1,5 метра. Стоит только показаться воде, процесс можно остановить. Теперь остается замерить расстояние от уровня воды до поверхности.

Определить тип грунта можно визуальным осмотром. На основании этих данных можно сделать примерный вывод касательно степени расширения почвы в период холодов.

Обратимся к математическим расчетам

Расчет пучения грунта можно выполнить самостоятельно, посредством формулы E = (H-h)/h, где:

  • E – коэффициент степени пучинистости почвы.
  • H – высота пласта грунта после промерзания.
  • h – высота пласта грунта до замерзания.

Соответственно, необходимо предварительно выполнить нужные замеры. Причем не только летом, но и зимой. Делать выводы касательно пучинистости почвы можно на основании изменения высоты. Если этот параметр составляет 10 мм или более на 1 метр промерзания, тогда коэффициент E будет равен 0,01, что уже свидетельствует о том, что следует принимать соответствующие меры во избежание серьезных последствий.

Стоит еще раз напомнить, что процессам пучения преимущественно подвержена почва, в которой присутствует большой уровень влаги. Обращаясь в лед, она заметно расширяется, увеличиваясь в объеме. Кто не замораживал воду в пластиковой бутылке, поместив ее в морозильную камеру холодильника в целях эксперимента или по нужде? Сразу можно представить себе всю силу водной стихии, собранной в ограниченном объеме.

В большей степени пучинистости подвержены глинистая порода почвы, суглинки и супеси. А глина благодаря наличию множества пор способна хорошо удерживать воду.

Способы минимизации ущерба

Теперь нам ясно, что величину пучения грунта не следует недооценивать. Но как избежать неприятных последствий, которые могут представлять серьезную угрозу для жизни людей? Для этого существует несколько способов. Но поскольку пучение почвы во многом связано с воздействием на фундамент, то большая их часть подразумевает способы его укрепления либо изоляции. Рассмотрим оптимальные варианты решения такой непростой проблемы.

Процедура замены грунта

Данный способ работает только при заложении фундамента – под основание укладывается песочная подушка. Причем она должна быть заметно шире самого фундамента здания. Затем она хорошо трамбуется и уплотняется. Благодаря такой подушке обеспечивается равномерное распределение всей нагрузки на основание. К тому же слой пучинистого грунта снижается, следовательно, и сила природного явления тоже становится слабее. Вдобавок песчаная подушка обладает амортизационными свойствами.

Читать еще:  Измерение мощности трехфазной системы

Ко всему прочему специалисты рекомендуют во избежание деформации от пучения грунта засыпать непучинистым грунтом область между опалубкой после ее снятия и почвой. Такая мера позволит избежать примерзания грунта к стенкам фундамента.

Только спустя какое-то время песок в обратной засыпке (включая подушку) может смешаться с глиняными частичками, теряя свои непучинистые свойства. Во избежание этого песчаная подушка и обратная засыпка должна быть отделена пленкой, рубероидом или фильтрующей тканью.

Возведение фундамента

Здесь имеется в виду оптимальный выбор типа основания, что актуально лишь на этапе строительства дома. Если же он уже возведен, то следует использовать другой способ решения проблемы. Касательно данной методики, можно выбирать между двумя типами основания – плитная конструкция или свайный фундамент.

Монолит

Формирование плитной конструкции позволит утяжелить здание, что, в свою очередь, позволит свести к минимуму воздействие грунта на фундамент. Конечно, полностью исключить влияние морозного пучения на монолитную плиту высотой более 200 мм, утопленной в землю, не получится. В то же время в результате пучения грунта основание будет просто равномерно подниматься на малую высоту в зимнее время. С потеплением фундамент вернется в исходное положение.

С технической точки зрения реализация плитного фундамента несложна. Определенные трудности обычно возникают при операции армирования. К тому же способ этот довольно затратный.

Устройство свайного фундамента позволит обойтись малой кровью. Только такая конструкция применима лишь к строениям с малым весом (строительство по каркасной технологии, использование сип панелей и т. д.).

Для основания могут подойти такие варианты:

  • Винтовые сваи – они вкручиваются в землю немного ниже ее уровня промерзания.
  • Армированные конструкции – предварительно нужно подготовить несколько скважин, после чего установить в них стержни, завернутые в рубероид и обмотанные металлическим каркасом.

После того как сваи будут установлены, их следует соединить специальными балками или плитами для равномерного распределения нагрузки на фундамент.

Утепление периметра дома

Данный способ позволяет минимизировать или вовсе исключить промерзание грунта. За счет утепления почвы имеется возможность для возведения мелкозаглубленного основания благодаря уменьшению глубины промерзания.

Только такой вариант борьбы с пучением грунта актуален для районов с положительной среднегодовой температурой. Ширина укладываемого утеплителя должна равняться глубине промерзания почвы. Что касается толщины материала, то тут все зависит от теплоизоляционных свойств и характера климата.

Как противостоять морозному пучению грунта

Морозное пучение грунта возникает вследствие замерзания воды в земле, при этом объем грунта увеличивается, и уровень почвы поднимается. Замерзший грунт давит на все конструкции, которые находятся в земле или на ее поверхности, деформирует и сдвигает их. Это весьма опасное явление для домов и других построек. Вследствие вспучивания грунтов происходят подвижки фундаментов, сдвигание пристроек, крыльца, подъем подъездных дорожек, нередко возникают трещины в стенах, перекос луток, бывают и разрушения домов.

Какие грунты относятся к пучащим

Все грунты, которые содержат в себе глину, а значит и связанную с ней воду, в большей или меньшей степени способны вспучиваться при замерзании. Это глины, суглинки, супеси, мелкие пески, пылеватые пески и другие пески, если они содержат в себе пылевато-глинистые частицы.

К непучащим грунтам относятся крупные и средние пески, в которых отсутствуют пылевато-глинистые частицы.

Как воздействуют пучащие грунты на фундаменты и конструкции


Увеличивающийся в объеме грунт создает силы воздействия на все строительные конструкции. Эти силы подразделяют на:
нормальные — действующие снизу вверх на подошву фундамента, приподнимая его;
касательные — силы трения, действующие на вертикальные стенки конструкции при перемещении грунтов вверх или вниз;
перпендикулярные — силы действующие в горизонтальной плоскости при расширении грунтов и давящие на стенки фундамента (под домом грунт не замерзает, поэтому противодействия сдавлению изнутри нет).

От чего зависит интенсивность пучения

Морозное пучение может быть разной интенсивности в разных точках поверхности, даже если они находятся совсем близко. Это еще более усиливает опасность явления, так как на фундамент действуют силы разной величины и направленности.

Интенсивность пучения зависит в первую очередь от степени увлажнения почвы и объема замерзающей воды. Если вокруг дома в непосредственной близости от фундамента почва сильно увлажняется, например, при стоке с крыши, то опасность увеличивается. Часто бывает, что вода накапливается осенью в районе фундамента, после чего следуют морозы…

Способность грунта накапливать воду напрямую зависит от его состава. Чем больше пластичной глины, тем влажнее могут оказаться грунты. На территории России до 75% площадей пригодных к застройке составляют пучащие грунты. Практически все дома старой постройки и другие строения, подъезды, дорожки, нуждаются в защите от сдвижения грунтов зимой.

Какой основной метод борьбы с этим явлением

Раньше предпринимались попытки бороться с последствиями вспучивания грунтов. В основном устраивались песчаные подушки толщиной 20 – 50 см вокруг углубленной в почву конструкций. Чтобы песок не заиливался глинистыми частицами его ограждали от грунта стеклохолстом. Но эти действия все равно были не надежными и теряли эффективность на протяжении длительного времени.

Сейчас основной метод борьбы с морозным пучением почвы – устранение причины явления, а именно, — замерзания грунта возле конструкции. Теперь это сделать не сложно, так как появились новые утеплительные материалы, весьма прочные, и не накапливающие воду, т.е. которые могут применяться непосредственно в грунте. Это различные марки экструдированного пенополистирола. Коэффициент теплопроводности материала на уровне 0,32 Вт/мºС (плотность 35 кг/м куб) и 0,36 Вт/мºС (плотность 50 кг/м куб, особопрочный на сжатие, применяется под автомобильными дорогами).

Вокруг здания в грунт укладывается полоса утеплителя, которая замедляет охлаждение грунта морозным воздухом, поэтому грунт под воздействием тепла земли не замерзает.

При обустройстве теплоизоляции вокруг здания, непосредственно возле фундамента, возникает два вопроса:
– какой толщины экструдированый пенополистирол применить;
— какой ширины должна быть теплоизоляционная полоса.

Рекомендации экспертов, основанные на теплотехническом расчете говорят нам о том, что толщина экструдированного пенополистирола для утепления грунта возле дома в частном строительстве должна быть не менее 50 мм. При этом над слоем утеплителя должен находиться замерзший грунт толщиной не менее 200 мм.

Ширина полосы утеплителя непосредственно прилегающая к зданию должна быть не менее глубины промерзания грунтов в данном районе, но в любом случае не менее 1,0 метра. Такая ширина позволит существенно уменьшить воздействия касательных, нормальных и перпендикулярных сил морозного пучения на фундаменты.

Как сделать утепление грунта возле фундамента


Вокруг дома делается траншея необходимой ширины, на глубину около 0,6 метра. Дно траншеи выравнивается песком толщиной 10 – 20 см, который утрамбовывается с поливкой водой. Этой песчаной подсыпкой также формируется уклон в сторону от дома не менее 2% для стока воды (пенополистирол воду не пропускает, укладывается «зуб в зуб»). Листы утеплителя укладываются вплотную к утеплителю цоколя, или делается врезка в утеплительный слой фундамента. Утеплитель засыпается песчаной подушкой слоем от 20 см, сверху укладывается брусчатка отмостки толщиной от 10 см. Подобная схема позволяет сделать утепленную отмостку вокруг дома.

Защита от морозного пучения приставных конструкций к дому

Возле дома могут располагаться различные приставные конструкции, например крыльцо с лестницей, опоры балкона, легкая терраса и др. При морозных пучениях они могут сдвигаться, деформироваться, что доставляет немало неприятностей. Также и подъездная дорожка к воротам гаража может серьезно пострадать от подъема грунтов, гаражные ворота нельзя будет открыть.

Читать еще:  О классификации систем водоотведения

Защита от морозного пучения выполняется следующим образом. Делается выемка грунта на глубину до 600 мм ниже подошвы конструкции и шириной большей, чем конструкция на величину не менее чем глубина промерзания в каждую сторону, но не менее 1 метра. Делается песчано-гравийная подсыпка с уклоном в сторону стока воды (если нужно) толщиной от 300 мм. Подсыпка утрамбовывается с поливкой водой. Затем укладывается утеплитель толщиной 50 мм, поверх которого делается песчаная подушка толщиной 200 мм. На этой подушке делается заливка фундамента под легкую конструкцию или под легкой конструкции или подъездная дорога.

Как видим, принцип борьбы с морозными пучениями почвы в любом случае остается один и тот же – применяется достаточно широкая полоса утеплителя, которая не дает морозному воздуху воздействовать на грунт, и он прогревается естественным теплом земли. По этой же схеме можно утеплять и подводящие к дому трубопроводы, располагая в траншее лист утеплителя шириной в глубину промерзания. При этом желательно делать широкую траншею, т.е. лист расположить как можно глубже. Это снизит воздействие и морозного пучения на трубопроводы на входе в дом, где они располагаются обычно не глубоко.

Пучение грунта

Вы узнаете что такое пучение грунта, какие почвы склонны к пучению, а так же подробно о негативном влиянии пучения на грунт и как его уменьшить. Подробно о пучении грунтов на странице.

Пучение грунта — что это

Пучение — это сезонное увеличение объема грунта, спровоцированное заледенением грунтовых вод, которыми он пропитан.

В результате воздействия сил пучения на основание дома происходит выталкивание постройки из грунта, что становится причиной деформации стен — перекашивания дверных и оконных проемов, их растрескивание, разрушение цокольного перекрытия и самого фундамента.

При промерзании грунтовых вод влага, не меняя своего удельного веса, увеличивается в объемах на 2-9.5%, вместе с ней расширяется и грунт. Поскольку глубинные пласты почвы имеют высокую плотность, и под воздействием давления они не сжимаются, единственный способ расширения для пучинистого пласта грунта — движение вверх. Под воздействием такого расширения фундамент, если силы пучения не уравновешиваются массой самого здания, попросту выжимается из грунта.

Все нагрузки от пучения почвы, которые переносит фундамент, в зависимости от характера воздействий классифицируются на две группы:

  • Вертикальные нагрузки — передаются на опорную подошву фундамента от расположенного под ней пласта почвы;
  • Касательные нагрузки — передаются на боковые стенки фундамента от соприкасающейся почвы.

Какие виды почвы имеют склонность к пучению

К почве, подверженной морозному пучению, относятся все виды грунта, в составе которых содержатся мелкие пылеватые частицы, склонные к связыванию и удерживанию грунтовой либо поверхностной влаги. В целом, чем более водонасыщенным является грунт, тем сильнее будет его пучение.

Представляется вашему вниманию классификацию пучинистости почвы в соответствии с ГОСТ №25100:

Группа пучинистости почвы

· Высокоплотный глинистый грунт;

· Сухие гравелистые породы;

· Песчаная почва средних и крупных фракций;

· Почва с большим количеством каменистых вкраплений.

· Среднеплотный глинистый грунт;

· Мелкофракционная песчаная почва;

· Глинистый пылеватый грунт с каменистыми вкраплениями 15-30% от общей массы;

· Низкоплотный глинистый грунт;

· Мягкопластичный глинистые породы;

· Пылеватый песчаный грунт насыщенный водой.

Отметим, что силы пучения могут быть дополнительно увеличены сторонними факторами, такими как сезонное поднятие грунтовых вод либо обильные атмосферные осадки в осеннее время, в результате которых влагой пропитывается более толстый пласт почвы.

Негативные влияния пучения грунта на фундамент

Деструктивное воздействие на основание дома оказывают не только выталкивающие нагрузки, провоцируемые морозным пучением, но и возвращение грунта к своим первоначальным объемам, которым сопровождается оттаивание влаги.

При наступлении холодов содержащаяся в почве влага замерзает и увеличивает свой объем, что приводит к выталкиванию фундамента на поверхность и его деформации. Когда морозы заканчиваются вода оттаивает, плотность почвы уменьшается и она сседается до объемов, на 1-2% меньше первоначальных, из-за чего здание дополнительно просаживается.

Как уменьшить влияние пучения на фундамент дома

Зная , что на отведенном под строительство участке доминирует пучинистый грунт, крайне важно правильно подойти к выбору фундамента. Как уже было сказано, наибольшее деструктивное воздействие на основание дома оказывают вертикальные силы пучения, которые передаются на опорную подошву фундамента от расположенных под ней пластов почвы.

Пучению подвергается поверхностный шар грунта, промерзающий в зимний сезон. Для каждого региона глубина промерзания почвы будет разной, как правило она не превышает 1.5-2 м. Чтобы свести к нулю воздействие вертикального пучения на основание, опорную подошву фундамента необходимо закладывать ниже промерзающего пласта грунта.

Рис. 1.5: Карта промерзания почвы на территории России

В таком случае на фундамент дома будут действовать лишь касательные силы, которые уравновешиваются нагрузкой, исходящей от массы самого здания.

Проблема в том, что закладка ленточного либо плитного фундамента ниже глубины промерзания почвы — крайне затратный в финансовом плане процесс, поскольку на ленту высотой в 2 метра требуется огромное количество расходных материалов — бетона и арматуры.

В низко и среднепучинистых грунтах допустимо закладывать фундаменты ленточного и плитного типа, однако их обустройство должно в обязательном порядке сопровождаться формированием под опорной подошвой основания уплотняющей подушки из песка и гравия.

Данная подсыпка заменяет пласт пучинистой почвы на грунт, не склонный к увеличению своего объема, что уменьшает силы действующего на фундамент вертикального пучения. Толщина подсыпки подбирается исходя из степени пучинистости почвы, она может варьироваться в пределах от 20 до 50 см.

Чтобы уменьшить касательные нагрузки на фундамент в сильнопучинистом грунте, расширение которого превышает 7% от первоначального объема, производится замена почвы по контуру стенок фундамента на песок. Ширина заменяемого пласта — от 50 до 100 см. При этом стенки и дно котлована, в который засыпается песок, устилаются гидроизоляционным материалом — стеклохолстом либо геотекстилем, что предотвращает пропитывание подсыпки грунтовой влагой.

Строительство на пучинистых грунтах. Методы решения проблемы морозного пучения грунтов

Проблема строительства зданий на пучинистых грунтах часто встает в сырых регионах, расположенных в умеренном климатическом поясе. На сегодняшний день разработано и проверено на практике много различных методов борьбы с морозным пучением.

Главное – выбрать наиболее подходящий из них именно под ваши условия проведения строительства и тогда здание прослужит вам без разрушения и деформаций в течение многих лет. Рассмотрим более подробно вопрос такого строительства и практических методов ее решения.

Посмотрите видео о строительстве на пучинистых грунтах

Что такое пучинистый грунт?

Как известно, вода при замерзании превращается в лед. При этом происходит изменение ее объема за счет разной плотности льда и воды: вода имеет значительно большую плотность, чем лед. Соответственно при замерзании вода, постепенно превращаясь в лед, расширяется, занимая больший объем.

Если такая вода замерзает, находясь в грунте, то вместе с ней будет расширяться и грунт. При этом силы расширяющие грунт будут называться силами морозного пучения, а сам такой водонасыщенный грунт – пучинистым.

В чем опасность пучинистого грунта для здания?

Посмотрим, что происходит с пучинистым грунтом, непосредственно находящимся рядом со зданием. Зимой при наступлении морозов вода замерзает и расширяется, превращаясь в лед. Вместе с ней начинает расширяться и грунт, ее содержащий. Возникают силы морозного пучения.

Силы начинают действовать на находящееся рядом здание, точнее на его фундамент, приподнимая его. Весной же во время повышения температуры происходит обратный процесс: здание опускается за счет того, что лед тает, превращаясь в воду и, соответственно, сжимаясь, увеличивая свою плотность и уменьшая собственный занимаемый объем.

Если фундамент не защищен от действия пучинистых сил, то возможен сдвиг здания, что рано или поздно приведет к образованию трещин в стенах здания и фундаменте, а потом и к разрушению здания.

Особенности пучинистых грунтов

Под пучинистыми грунтами можно понимать любые грунты, способные сохранять в своем объеме достаточно большое количество воды. Чем больше воды находится в единице объема грунта, тем более склонен данный грунт к пучинистости.

Наиболее яркими представителями пучинистых грунтов являются глина и желтый (карьерный) мелкий песок, содержащий большое количество глинистых включений. Такие грунты обладают высокой способностью задерживать воду.

Наименее пучинистыми в этом случае будут являться следующие виды грунтов: все грунты, не содержащие или содержащие минимальное количество глинистых частиц, крупный или среднезернистый песок, обломочные горные породы.

Все эти грунты не задерживают, легко пропускают через себя воду в нижележащие слои грунта, поскольку состоят из крупных частиц не имеющих способности слипаться друг с другом по типу глины.

Факторы, влияющие за силу пучинистости

1. Глубина залегания первого водоносного слоя.

Чем ближе к поверхности находится вода, тем, очевидно, более пучинистым он будет являться. При этом даже замена, к примеру, глины на гравелистый песок малоэффективна, поскольку воде будет просто некуда уходить через такой грунт – ниже будет находиться водоносный слой.

2. Глубина промерзания грунта в зимний период, характерная для данного региона.

На широте Москвы грунт промерзает на 1,5 м. Очевидно, что пучинистые силы могут действовать лишь в тех регионах, где температура опускается зимой ниже 0 гр. С. Чем на большую глубину будет промерзать грунт, тем сильнее на здание будут действовать пучинистые силы при прочих равных условиях.

3. Типы почв.

Наиболее подвержены пучинистости грунты с мелкими частицами, способные сохранять воду в течение длительного периода за счет плохого ее прохождения сквозь частицы небольшого размера.

Глинистые грунты также сильно задерживают воду. Сквозь крупные частицы вода проходит легко, поскольку между крупными частицами есть достаточное пространство для прохода воды.

Методы решения проблемы морозного пучения при строительстве здания

В настоящее время существует много методов снижения пучинистости, которые хорошо себя зарекомендовали на практике. Рассмотрим наиболее важные.

1. Полная замена грунта в месте строительства здания.

Данный метод радикально решает проблему пучинистости, однако приводит к повышенным затратам на строительство за счет большого объема требуемых для выполнения земляных работ.

Идея метода следующая: грунт, расположенный в месте будущего строительства здания полностью удаляется и на его место кладут не пучинистый грунт, как правило, крупнозернистый песок.

2. Расположение подошвы фундамента здания ниже отметки, на которую обычно промерзает грунт.

Данный метод является широкораспространенным. В этом случае выбирают подходящий фундамент. Наиболее частовстречающиеся типы фундаментов – свайный для крупных, тяжелых зданий и свайно-винтовой для коттеджей, дач, других относительно легких, небольших строений.

Свая заглубляется до залегания твердого слоя грунта и ниже отметки его промерзания. В этом случае на здание, точнее на стены фундамента, будут действовать лишь касательные силы морозного пучения.

Действие же основных, вертикальных сил будет нейтрализовано, поскольку опора здания будет находиться в непучинистом грунте.

3. Круглогодичное отопление здания.

Хорошо известно, что температура в районе фундамента под отапливаемым зданием всегда примерно на 20% выше температуры под неотапливаемым зданием.

Соответственно, грунт под домом с круглогодичным отоплением промерзать будет значительно меньше и действие пучинистых сил будет слабым.

При планировании и проектировании здания важно учитывать этот фактор: выгоднее будет здание использовать для круглогодичного проживания.

4. Общее утяжеление постройки.

Силы морозного пучения способны приподнять здание, имеющее относительно небольшую массу. Если здание тяжелое, то такие силы не смогут существенно повлиять на положение здания.

Отсюда вывод: чем тяжелее здание, чем больше его масса, тем успешнее такое здание при прочих равных условиях сможет противостоять действию сил морозного пучения в зимний период.

Поэтому на пучинистых грунтах выгоднее строить тяжелые здания с большой массой, хотя это ведет, естественно, к большим финансовым и временным затратам как на постройку такого здания, так и на последующее его обслуживание во время эксплуатации.

5. Строительство плитного фундамента под дом.

Плитный фундамент — единая железобетонная монолитная плита, на которую все остальные элементы здания опираются.

Само здание в этом случае вместе с фундаментом представляет из себя единую конструкцию. Сам фундамент строится или непосредственно на поверхности земли, или на небольшой глубине.

В любом случае получается, что фундамент из-за небольшого заглубления будет подвержен как касательным, так и вертикальным силам морозного пучения: он будет просто подниматься зимой во время морозов и опускаться весной во время оттепелей.

Особенность же данного фундамента – именно единая монолитная конструкция, благодаря которой несмотря на частое изменение высоты подъема дома он не разрушается и не дает трещин.

6. Дренаж грунта.

Идея метода – снижение содержания воды в грунте путем ее отвода непосредственно от фундамента, после чего соответственно снижаются и пучинистые способности данного грунта. Вода из-под дома и области его расположения отводится и грунт в этом месте становится менее влажный. Для реализации данного метода на некотором расстоянии от дома роется дренажный колодец, предназначенный для сбора отведенной от здания воды. Вокруг дома строится дренажная система: роется траншея и в нее закладываются трубы, содержащие по всей своей боковой поверхности отверстия небольшого диаметра; трубы затем соединяются с колодцем, образуя тем самым единую систему слива.

Для того, чтобы предотвратить попадание в дренажную систему грунта, трубы перед обратной засыпкой обсыпают со всех сторон гравием или щебнем, а затем обертывают геотекстилем. Для того, чтобы вода от дома направлялась в колодец самотеком следует располагать трубы с небольшим уклоном в направлении, где расположен дренажный колодец. Кроме того, трубы располагают в траншее на разной высоте: чем ближе труба к колодцу, тем глубже она должна быть расположена относительно поверхности земли и наоборот – близлежащие к дому трубы заглубляются минимально. Данный метод хорошо применять в комплексе с другими.

7. Использование скользящих материалов.

Этот метод обычно применяют на стадии строительства фундамента и рассчитан он на защиту от касательных сил морозного пучения. С внешней стороны стены фундамента обкладывают гидроизоляционными материалами, имеющими скользкую поверхность типа рубероида. Соседствующий со стенами грунт не будет иметь возможности зацепиться за такую стену и будет проскальзывать, снижая тем самым боковое давление на фундамент и здание в целом.

8. Утепление фундамента.

Часто этот метод сочетают с другими. Суть метода в том, что если фундамент хорошо утеплен теплоизоляционными материалами, то температура в месте расположения фундамента будет выше обычной и в этом случае глубина промерзания грунта уменьшается или грунт под зданием не промерзает вовсе. Соответственно, пучинистые силы, действующие на здание, будут минимальными или будут отсутствовать. На этапе строительства фундамента утеплять его следует как с внешней, так и с внутренней сторон. Во время эксплуатации здания утеплять можно лишь с внутренней стороны.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector