Как бороться с морозным пучением в строительстве

Силы морозного пучения грунта

  • Под морозным пучением понимается особенность грунта изменяться в своём объеме после замерзания или оттаивания. Учитывая то, что оседание грунта происходит с разной интенсивностью на отдельно взятых участках, эти процессы могут привести к скорому перекосу или разрушению конструкции.

Под морозным пучением понимается особенность грунта увеличиваться в своём объеме после замерзания, и уменьшаться после оттаивания. Объясняется это весьма просто. Как известно вода, при замерзании расширяется, с грунтом насыщенным влагой происходит тоже самое. Чем больше будет влаги содержит земля, тем сильнее будет проявлять себя пучение

Разные грунты характеризуются разной степенью пучинистости. Например песок и гравий гораздо менее подвержены действию пучения, в отличии, от глины, способной впитывать большое количество воды после обильных осенних дождей.

Влияние морозного пучения на фундамент и дом

Силы морозного пучения могут воздействовать на дом по разному.

При залегании фундамента выше глубины промерзания, воздействие на будет происходить на его подошву снизу вверх. При наступлении холодов, расширяющийся грунт начнет поднимать дом. С наступлением весны произойдет обратный процесс — дом будет опускаться.

Другой вариант влияния морозного пучения подходит для фундамента, нижняя отметка уровня которого, лежит ниже глубины промерзания.

Воздействие на фундамент будет происходить уже не снизу, а на стенки по касательной, выталкивая его за счет сил трения.

Обратите внимание

Если Ваш дом достаточно легкий и не обладает существенной массой, например каркасный, вполне вероятно что он не сможет противостоять касательным силам пучения и так же будет “выдавлен”.

Учитывая то, что оттаивание и оседание грунта происходит с разной интенсивностью на отдельно взятых участках, эти процессы могут привести к скорому перекосу или разрушению конструкции.

Влияние подземных вод на пучение грунта

Как сказано ранее, на интенсивность печения грунта влияет его насыщенность водой. Близость расположения грунтовых вод к поверхности земельного может оказать существенное влияние на интенсивность пучения грунта. Большое количество воды может вызывать размытие грунта.

В случае содержания в грунтовых водах каких-нибудь агрессивных примесей (что не так редко случается) возможно разрушения бетона и коррозия арматуры фундамента. Для предотвращения воздействия таких вредных факторов необходима тщательная прокладка гидроизоляционного слоя по всему периметру.

При закладке фундамента нужно помнить, что уровень залегания подземных вод может варьироваться, и зависит от наступившего сезона и состава самого грунта. В некоторых случаях, чтобы минимизировать вред и уменьшить вспучивание грунта необходимо применять дренаж.

Методы борьбы с силами морозного пучения грунта

При разработке проекта конструктор проводит специальные расчеты для учета влияния сил морозного пучения на будущий дом. По результатам расчета определяются допустимые конструкции и необходимые действия.

Для уменьшения влияния сил пучения на фундамент можно следовать некоторым рекомендациям, таким как например:

  • Заменить грунт на менее пучинистый. Подготовить под фундаментом песчано гравийное основание. В окончании работ произвести обратную засыпку котлована непучинистым грунтом.
  • Уменьшить сечение фундамента, оставив прежним размер его подошвы. Фундамент закладывается так, чтобы нижняя часть получилась чуть шире. Эта методика может быть применена в различных типах фундамента (сваи, ленты).
  • Предусмотреть специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.  Таким мероприятием может быть, например, утепление отмостки.
  • Покрыть боковые поверхности фундамента полимерной пленкой, гидроизоляцией. Это понизит сцепление грунта с бетоном и уменьшит силы касательного пучения

Безусловно, все силы морозного пучения учитываются при проектирование частного дома. Исключение влияния негативных факторов на Ваш дом, возможно только при строительстве по проекту основанному на грамотном расчете.

Источник: http://newhome63.ru/stati/sily-moroznogo-pucheniya-grunta

Пучение грунта и основания: причины и методы борьбы

Разместите заявку

Обратный звонок Отправить заявку

Пучение грунта происходит из-за замерзания воды.

При отрицательной температуре вода переходит в твердое состояние и расширяется.

Из статьи вы узнаете опасно ли пучение грунта, нужно ли с ним бороться и как предотвратить его.

Почему пучит грунт и основание

Грунт – это смесь различных веществ. В большинстве регионов России грунт состоит из глины, суглинков, песка и перегноя.

На глубине 30-300 метров ниже поверхности протекают подземные (грунтовые воды). Во влажных и болотистых почвах грунтовые воды поднимаются к самой поверхности.

Возле водоемов и рек почва насыщена водой, ведь ее питают подземные, грунтовые воды и поверхностные источники.

После дождя или таяния снегов большая часть воды уходит в реки и озера, но небольшое количество впитывается в землю, увеличивая вероятность пучения.

https://www.youtube.com/watch?v=lgAJHgBSgdA

Когда температура опускается ниже нуля градусов, поверхность почвы охлаждается. Тепло глубоких слоев земли нейтрализует холод из атмосферы, в результате грунт промерзает. Известны случаи промерзания грунта на глубину 9,5 метров (Норильск, Салехард и другие северные города), но в большинстве регионов России глубина промерзания грунта не превышает двух метров.

Что происходит во время пучения грунта

Если грунт сухой или с минимальным количеством воды, то снижение температуры ниже нуля градусов никак не влияет на его прочность и состояние. Если содержание воды в грунте велико (влажный и болотистый грунт), то, превращаясь в лед, вода увеличивается в размерах на 11 процентов.

Если слой воды толщиной 1-2 см, то пучение не причинит вреда. Но слой воды в грунте простирается на десятки метров, поэтому при вспучивании поверхность поднимает на несколько сантиметров.

Сила пучения настолько велика, что разрушает не только основание тротуаров, но и стены из кирпича и бетона. Согласно исследованиям, давление при переходе воды из жидкого в твердое состояние достигает 2500 кг на сантиметр квадратный.

Пучение грунта

Во время ливня, дождя или наводнения под плитку попадает вода. Она просачивается сквозь основание и впитывается в землю. Если вода не успела впитаться в землю и опуститься ниже уровня промерзания, при снижении температуры она замерзает и вспучивает грунт и основание. Чем больше воды задержалось в материалах основания и грунте, тем тяжелей последствия пучения.

Опасно ли пучение грунта

Это зависит от основания замощенного участка и вида мощения. Для мощеных диким камнем садовых дорожек (укладка на грунт или тонкий слой щебня/песка) пучение не опасно.

Основание и покрытие такого мощения не имеют жесткой структуры, поэтому свободно поднимаются и опускаются вслед за пучением.

Также не опасно пучение верхнего слоя песка под тротуарной плиткой, в этом случае плитка поднимается на 0,5-3 мм и после оттаивания песка возвращается на место.

Важно

Если у вас песчано-щебенчатое основание под тротуарную плитку, то пучение вызовет сдвиги в основании и приведет к образованию пустот. В результате основание и плитка, просядут, образуя яму. Еще более опасно пучение для бетонных подушек и керамической (клинкерной) плитки и керамогранита. Подъем вспученного грунта даже на 1 см приводит к разлому подушки и трещинам в плитке.

Глубина промерзания грунта

Как предотвратить пучение грунта

Чтобы предотвратить пучение, необходимо обеспечить качественное отведение поверхностной воды и предотвратить снижение температуры ниже нуля градусов.

О том, как сделать качественное водоотведение, читайте в статье (Схемы дренажа дождевых и талых вод).

Способы утепления грунта и основания вы найдете в статье (Как сделать основание для укладки тротуарной плитки на болотистых и влажных почвах).

Несмотря на то, что пучение не опасно для садовых дорожек из дикого камня, желательно даже для них утеплять грунт. Ведь каждое вспучивание будет увеличивать пустоты в грунте и песчаном (щебенчатом) слое и через 5-10 лет возможен перекос отдельных плит.

Утепление грунта пенопластом

Пучение грунта и основания снижает надежность и срок службы отмостки, поэтому необходимо предотвращать возможность пучения. Увеличение стоимости работ на 3-10 процентов – намного меньше, чем траты на полную переделку отмостки. Из статьи вы узнали, почему вспучивает грунт и основание и каким образом предотвращают пучение.

[contact-form-7 id=”777″ title=”Обратный звонок”]

Источник: https://trotuar.biz/opasno-li-puchenie-grunta-i-osnovaniya/

Пучение грунта

Из данного материала вы узнаете, что такое морозное пучение грунта и какую опасность оно представляет для фундамента. Мы рассмотрим классификацию пучинистости грунтов согласно строительным нормативам и разберемся, какие меры необходимо принимать, чтобы уменьшить негативное воздействие пучения почвы на основание дома.

Виктор, 29 лет, г.Москва“Здравствуйте! Нуждаюсь в совете квалифицированных специалистов – недавно мне удалось приобрести небольшой земельный участок в Подмосковье, на котором я планирую возвести одноэтажную дачу из сруба. Опыт в практических строительных работах у меня имеется, однако осуществляя проектирование фундамента я зашел в тупик.Новые соседи говорят, что в нашей местности очень сильно проявляется морозное пучение грунта – большинство из них потратило на укрепление фундаментов баснословные деньги, а некоторые дома стоят перекошенные с трещинами.  Подскажите пожалуйста, чем грозит морозное пучение легкому дому из сруба и существуют ли какие-либо способы уменьшения воздействия сил пучения на фундамент здания?”

Мы решили ответить Виктору полноценной статьей, посвященной проблеме морозного пучения и способами борьбы с ней.

Что такое пучение грунта

Перекошенные дверные коробы, трещины на стенах и щели в оконных коробах – следствие деформационных влияний, оказываемых грунтом на основание дома.

Деформационные нагрузки почвы на основание происходят в результате сезонного промерзания грунта – так называемого морозного пучения.

Рис 1.1:  Трещины в цоколе – характерный признак воздействия сил пучения на фундамент дома

Пучениеэто изменение объема почвы, происходящее в следствии замерзания грунтовых вод, которыми она пропитана.

Совет эксперта! Расширение объема почвы обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда – 917 кг/м3.

При наступлении сезонных морозов происходит следующее: согласно законам физики масса жидкости после замерзания остается неизменной, однако ее объем расширяется почти на 9%, в результате это расширения влага оказывает давление на почву – поскольку движение почвы вниз невозможно, из-за высокой плотности нижерасположенных слоев грунта, грунт движется вверх и поднимает фундамент здания.

Рис. 1.2:  Почва, увеличившаяся в объеме в результате морозного пучения

Выделяют два характера воздействий морозного пучения на основание дома:

  • Вертикальное выталкивающее воздействие – происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания;
  • Касательное пучение – это выталкивающее воздействие, которое происходит вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.

Мы рассмотрим нормативные величины ГПГ для разных регионов России и узнаем, как определить фактическую и расчетную величину глубины.

Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве.

Высокая скорость погружения-извлечения различного шпунта (металлопроката) и обратный выкуп по привлекательной цене.

Какие виды почвы подвергаются пучению

Пучение характерно для большинства видов почвы, особенно данной проблеме подвергаются следующие типы грунта:

  • Песчаная почва;
  • Суглинок;
  • Супесь;
  • Глиняный грунт.

Вышеуказанные виды почвы обладают одной общей чертой – в их составе содержатся мельчайшие пыльные частицы. Та же песчаная почва, не содержащая пылеватых частиц (гравелистая либо песок крупных фракций) практически не подвергается воздействиям сезонного пучения.

Совет эксперта! Наличие пылеватых частиц в грунте способствует тому, что почва приобретает свойство связывать и удерживать контактирующую с ней воду (это могут быть как впитавшиеся в землю атмосферные осадки, так и грунтовая влага).

Пропитанный водой пласт почвы, в процессе замерзания расширяется в объемах (до 9-12% от первоначального объема) и давит на основания зданий и построек, оказывая на них выталкивающую нагрузку. 

Рис 1.3:  Воздействие пучения грунта на плитный фундамент

Силы пучения почвы могут быть увеличены разнообразными сопутствующими факторами, основной из них – постоянные атмосферные осадки. Если осенью регулярно будут идти дожди, то пропитавшаяся осадками почва будет оказывать более сильную деформационную нагрузку на фундамент. Также к усиливающим пучение факторам можно отнести повышение уровня залегания грунтовых вод и их капиллярное поднятие.

Читайте также:  Достоинства и недостатки свайных фундаментов для дома
Совет эксперта! Свыше 82% всех видов грунтов В Москве и области классифицируются как пучинистые.

При возведении построек на пучинистых грунтах нужно предпринимать дополнительные меры защиты фундамента от выталкивающих воздействий почвы, о которых более детально мы поговорим в соответствующем разделе статьи. 

С классификацией пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100 вы можете ознакомится в таблице 1.1.

Класс пучинистости, % Виды грунта
Грунты, не подвергающиеся морозному пучению; Расширения объема менее 1%
  • Твердая глинистая почва;
  • Гравелистые грунты не насыщенные водой;
  • Пески крупных и средние;
  • Грунты с большим содержанием горных пород.
Грунты, слабо подвергающиеся морозному пучению; Расширение объема от 1 до 3.5%
  • Глинистая почва средней плотности;
  • Мелко-песчаные грунты;
  • Пылеватая глинистая почва с вкраплением горных пород в пределах 10-30% от массы глины.
Грунты со средней склонностью к пучению; Расширение объема от 3.5 до 7%
  • Пластичная глинистая почва;
  • Глинистая почва, суглинок и супесь с вкраплением горных пород свыше 30% от массы.
Грунты с высокой склонностью к пучению; Расширение объема от 7%
  • Мягкопластичная глининистая почва;
  • Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.

Таблица 1.1:  Классификация пучинистости грунтов

 

Узнай почему свайный фундамент помогает избежать проблем с морозным пучением: https://kommtex.ru/vidy-i-sfera-primeneniya-zabivnykh-zhb-svaj.html#link1

Чем пучение почвы опасно для фундамента

Для оснований любого вида – ленточных, плитных и свайных, опасным является не только сам процесс вспучивания почвы, но и последствия ее оттаивания.

При наступлении зимы, когда температура понижается ниже нуля и грунт промерзает на глубину одного-двух метров, почва расширяет и начинает выталкивать фундамент здания. Происходит вертикальная деформация основания.

При наступлении оттепели, замершие грунтовые воды оттаивают, почва теряет свою плотность и под давлением массы здания уменьшается до объемов, на несколько процентов меньших ее первоначальных размеров – в результате этого происходит дополнительная усадка фундамента.

Совет эксперта! Наиболее опасным для фундаментов является неравномерное пучение грунта, которое может наблюдаться при разной толщине снежного покрова – чем он толще, тем выше поднимается граница промерзания почвы и тем больший ее пласт подвергается пучению.

Рис. 1.4:  Результат морозного пучения грунта

Строительная практика показывает, что конкретный земельный участок может иметь крайне сложную схему промерзания и пучинистого поднятия почвы.

К примеру: грунт вокруг здания, расположенного на среднепучинистой почве, по внешнему периметру постройки может иметь глубину промерзания до полутора метров и при сезонном пучении подниматься до 10 см. вверх, тогда как грунт, расположенный под домом всегда будет более теплым и сухим, и пучению может не подвергаться вообще.

Только так можно решить проблему и недопустить разрушения здания в результате пучения: https://kommtex.ru/usilenie-fundamentov-svayami 

Неравномерное пучение также может стать следствием оттаиванием снежного покрова на южной стороне здания – почва, пропитанная влагой из оттаявшего снега, при наступлении следующих заморозков будет подвергаться увеличенным силам пучения, в сравнении с силами на северной стороне здания.

Совет эксперта! В результате неравномерного пучения почвы фундамент здания перекашивается, это же происходит и со стенами постройки – в результате перекоса по ним идут трещины, конструкция деформируется, теряет прочность и приходит в аварийное состояние.

Рис. 1.5:  Недостроенное здание, пришедшее в аварийное состояние из-за пучения грунта

Самую высокую опасность сезонное пучение представляет для легких домов, возведенных из пенобетона, дерева либо каркасных панелей. Обуславливается это неспособностью компенсации давлением массы здания оказываемых на фундамент выталкивающих нагрузок.

Строение обладающее достаточно большой массой (к примеру, дом из кирпича), будет давить на фундамент, и если давление от тяжести конструкции превысит выталкивающее давление грунта, почва из-за невозможности расширения будет уплотняться и воздействия пучения ослабятся к минимуму.

Способы уменьшения влияния пучения грунта на фундамент

Строительство ленточных и плитных фундаментов на пучинистых грунтах должно обязательно сопровождаться обустройством уплотняющей подсыпки.

Такая подсыпка состоит двух слоев – крупного песка и гравия либо щебня. Толщина слоев подсыпки должна быть одинаковой, при этом общая толщина уплотнения начинается с 20 сантиметров для слабопучинистых грунтов, и увеличивается до 35-40 сантиметров для сильнопучинистой почвы.

Рис. 1.6:  Схема уплотняющей подсыпки под ленточный фундамент

Совет эксперта! Подсыпка для уменьшения вертикальных выталкивающих воздействий выполняется под основанием фундаментной ленты, на дне выкопанной под фундамент траншеи. Для уменьшения касательных сил пучения подсыпка делается по внешнему периметру стенок уже возведенного фундамента.

Однако данная мера является недолговечной ввиду того, что подсыпка, в период повышения уровня грунтовых вод, которое происходит осенью и во время оттаивания снежного покрова, полностью окружается водой.

При пропитывании влагой в песок и гравий из грунта проникают пылеватые частицы. В результате этого со временем непучинистые материалы подсыпки приобретают склонность к пучению и теряют свою защитную функцию.

 

Уменьшить данный негативный фактор позволяет использование специальных противозаиливающих рулонных материалов, которыми покрываются стенки подсыпки. Такие материалы (оптимальный вариант – Стеклохолст) пропускают воду, однако фильтруют все находящиеся в ней мельчайшие частицы ила и пыли. 

Рис. 1.7:  Комплексная защита фундамента от пучения грунта

Также высокую эффективность демонстрирует практика обустройства дренажа. Такая система представлена дренажными трубами, расположенными по периметру фундамента в подсыпанном слое гравия, выполняющего функцию фильтра. Трубы располагаются под уклоном, что позволяет скопившимся в них грунтовым водам самотеком стекать в специально отведенный накопительный резервуар.

Наши услуги

Мы предоставляем следующие услуги: забивка свай и лидерное бурение. У нас есть собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку:

Это метод применяемый при строительстве различных подземных сооружений рядом с эксплуатируемыми жилыми и нежилыми объектами.

Испытание грунтов – это этап строительства, предшествующий проектированию фундамента.

Совет

При проектировании свайных фундаментов зданий и инженерно-технических сооружений выбор типа используемых железобетонных конструкций необходимо производить максимально тщательно.

Источник: https://kommtex.ru/puchenie-grunta.html

Морозное пучение грунта. В чем опасность и как с ним бороться

       Существует широкий спектр опасностей для будущего здания. Одно из них – это морозное пучение грунта. Мы расскажем, что это такое и как с этим бороться.

Большую опасность для фундамента представляет так называемое морозное пучение грунта. Если своевременно не противостоять этому явлению, то это может привести к печальным последствиям, устранение которых влетит вам в кругленькую сумму.

Общая информация

       Для ознакомления с этим вопросом следует обратиться к Территориальным строительным нормам  ТСН МФ – 97МО. Согласно этому документу, к пучинистым грунтам относят глинистые грунты, пески (пылеватые или мелкие), а также крупнообломочные грунты с содержанием глинистого заполнителя более 15% общей массы, имеющей к началу промерзания влажность.

При промерзании эти грунты увеличиваются в объеме. Опасно это тем, что грунт пучинит неравномерно, при этом происходит подъем фундамента в различны местах. В результате этого, конструкции здания претерпевают всевозможные деформации. В итоге, они могут быть полностью разрушены.

Многие полагают, что чем глубже фундамент, тем он прочнее. Это ошибочное мнение, так как на него действуют боковые силы морозного пучения. Интенсивность пучения зависит от двух основных параметров:

  • от степени увлажнения почвы;
  • объема замерзающей воды.

Сильное увлажнение почвы также может происходить из-за расположенного рядом ливневого стока. Зимой или весной сточная вода скапливается рядом с фундаментом, что приводит к обильному увлажнению близлежащего грунта.

Какую глубину заложения выбрать?

       Согласно СНиП 2.02.

01-83* «Основания зданий и сооружений» глубину заложения фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если «специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформация грунтов основания при их промерзании и оттаивания не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения».

Основной принцип конструирования мелкозаглубленного ленточного фундамента зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему, образуя достаточную жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

Боремся с пучением грунта

       Один из самых популярных вопросов – как уменьшить пучение грунта? Существует несколько мер по уменьшению или полной ликвидации пучинистых свойств грунта, а именно: повышение его плотности и создание глинистого водозащитного экрана.

Он существенно уменьшает подсос воды в зону промерзания из нижележащих слоев грунта, а также проникновение поверхностных вод в зону контакта фундамента с почвой.

При обустройстве фундамента рекомендуется применять способы вытрамбовывания и выштамповывания, сочетающие в себе устройство полости под будущий фундамент и уплотненного грунтового ядра.

Тем самым повышаются механические характеристики грунта, что является предпосылкой для увеличения несущей способности фундамента. Вместе с тем уплотнение грунта снижает его пучинистые свойства, в частности, уменьшаются интенсивность и сила пучения.

Для малоэтажных зданий такие фундаменты могут устраиваться в сезоннопромерзающем слое грунта. Они также являются мелкозаглубленными. Долговечность подобного ленточного фундамента проверена временем. Следует понимать, что эксплуатационные характеристики зависят не только от грунта или применяемых материалов, но и от квалификации работников.

       Доверьтесь профессионалам и воспользуйтесь услугами строительной фирмы «Центр домостроения». У нас вы найдете больше 100 готовых проектов и низкие цены. Звоните сейчас! Телефон: 8(8212) 48-47-48.

Источник: https://cd11.ru/poleznosti/nuzhno-znat/moroznoe-puchenie-grunta-lomaet-funda.html

Азбука строительства фундамента дома – морозное пучение грунта и несущая способность грунта. А также основные проблемы с ними связанные

Для всех очевидно, что фундамент – это безусловная основа дома. И от надежного фундамента напрямую зависит будущие спокойствие жильцов этого дома.

Но прежде чем поговорить о типах и видах фундамента, прежде чем пробовать осознать какой же фундамент выбрать в вашем случае, нужно сформировать четкое понимания тех общих природных и физических процессов, которые касаются всех типов фундамента.

В данной статье, мы постараемся максимально простым языком (а главное как можно нагляднее) рассказать о несущей способности грунта и о силах морозного пучения. О двух составляющих, которые могут причинить очень много эмоциональных и финансовых проблем, если изначально про них не думать.

Что же такое несущая способность грунта? И как сделать расчет несущей способности грунта для вашего дома?

Простым языком — эта способность грунта выдерживать долго какой либо вес, при этом не деформируясь.

 В виду того, что мы обсуждаем несущую способность грунта именно в вопросе строительства вашего будущего дома (или какой либо другой постройки с фундаментом) мы сразу введем и другу составляющую а именно общей вес дома (или другого сооружения) а также площадь его основания (фундамент), которым оно опирается на грунт.

Итак, с одной стороны у нас есть абстрактный дом, который имеет определенный вес (о расчете веса дома мы поговорим в другой статье) – предположим 100 тонн. И у этого дома есть фундамент, который имеет определенную площадь опирания  на грунт. Для людей далеких от технического мышления, позволим сделать себе небольшое отступление – пример.

Обратите внимание

Представьте, что вы стоите на песчаном пляже. Ваше тело имеет постоянный вес, например 80 кг. И вы опираетесь на песок двумя ногами (для простоты предположим что вы в обуви). Так вот песок под вашем весом продавился на определенную глубину, в виду несущей способности грунта, вашего веса и площади через которую вы давите своим весом на грунт.

Теперь если вы попробуете в новом месте воздействовать на тот же песок но уже одной ногой, то песок в этом месте под вашем весом продавится еще сильнее. А если же вы попробуете и вовсе поднять пятку и воздействовать острием обуви на песок, очевидно что он продавится еще глубже.

Читайте также:  Варианты строительства фундамента для каркасного дома

  Таким образом при постоянном весе, большая площадь опирания на грунт приносит меньшее на него воздействие. И наоборот, уменьшение площади опирания на грунт – увеличивает на него давление.

ВЫВОД

Если стоит задача уменьшить давление на грунт при проектировании дома (чтобы не превысить его несущую способность) можно либо снизить общий вес дома (изменив его этажность, или используемые материалы), либо увеличить площадь опирания фундамента (например сделав шире фундамент, если скажем выбрать вариант ленточного фундамента), либо комбинация этих двух составляющих.

Теперь поговорим о несущей способности грунта. Она зависит от трех составляющих – тип грунта, изначальное уплотнение грунта, влажность грунта.

Рассмотрим таблицу несущей способности грунта:

Несущая способность выражается в килограммах на квадратный сантиметр поверхности опирания. Для точгоно понимания приведем ряд рассуждений. Обычный суглинок, имеет несущую способность 5 кг на см2. Таким образом, если опереть на него что либо площадью поверхности 10х10 см , те 100 см2, этот грунт выдержит 100х5= 500 кг.

Теперь давайте на практике грубо посчитаем для того же грунта, какой максимальный вес дома (с учетом фундамента, и снеговых нагрузок возможных на крышу) может он выдерживать.

Для этого возьмем маленький квадратный дом, со стороной фундамента 6м, четырмя стенами и шириной фундамента 40 см. Это грубый расчет, просто для понимания (мы знаем что площадь будет несколько меньшей).

Важно

Итого перемножим 40 (см ширина фундамента) х 600 (см длинна фундамента, равная 6м) х 4 стены = 96000 см2.

ЗАМЕЧАНИЕ

Для тех кто хочет разобраться в деталях, на самом деле площадь указанного выше фундамента будет равна 89600 см2, кому не понятно почему – пишите в комментарии.

Итак, мы посчитали площадь фундамента теперь перемножим ее на несущую способность грунта 96 000  х 5 = 480 000, или 480 тонн.

Анализируя эти данные, а также расчетный вес дома, можно например прийти к выводу – что ширина фундамента равная 40 см излишняя для одноэтажного дома такого размера, и пересчитать ее для ширины в 30 см.

Это сильно сэкономит стоимость бетонных работ.  Или же можно выбрать другой тип фундамента – например на сваях.

СОВЕТ

Если вы не уверены в правильном определении типа грунта, его изначальной плотности — а главное если вы не уверены в уровне грунтовых вод, или в эффективности отвода воды от фундамента, советуем принять для расчетов минимальный из разумно возможных параметров несущей способности равному 1 кг/см2.

В завершении рассуждений о несущей способности грунта, весе дома и площади опоры фундамента стоит добавить следующие:

Первое — необходимо иметь четкое представление о примерном весе вашего дома (не забывайте только считать вес самого фундамента).

Второе — нужно знать, какой грунт будет в месте опирания фундамента вашего дома, для того чтобы выяснить его несущую способность.

Третье — имея данные обозначенные выше, вы можете уже делать расчеты площади фундамента и проверять, соответствует ли полученные данные несущей способности грунта.

ВАЖНО

Мы уже писали, что по мимо типа грунта на его несущую способность влияют еще такой параметр как влажность и как уплотнение грунта. Если наличие уплотнения грунта увеличивает несущею способность, то влажность очень сильно ее снижает.

Совет

Поэтому при строительстве дома первая задача — отвод воды от его фундамента (например за счет отмостки или мер по водоотведению).

Также нужно понимать, что сам по себе грунт является уплотненным (на глубине контакта с фундаментом), если вы его не «разрыхлили» в процессе копки.

Что такое морозное пучение и силы морозного пучения? Почему это реальная угроза для дома?

Мы уже обсудили несущую способность грунта. И хоть мы не писали, но совершенно очевидно – что если несущая способность грунта будет недостаточной, то дом будет просто осаживаться и самое печальное, что скорее всего не равномерно при этом деформируясь. И даже если осадка будет происходить без деформации дома, это тоже врятли кого обрадует.

Но самую большую опасность для дома представляет морозное пучение. Все мы знаем еще со школы, что вода при замерзании расширяется. Но не все мы представляем какую при этом силу вызывает расширение замерзающей воды.

Вместо лишних слов, просто смотрим короткий видео ролик:

Итак, мы уже убедились, что даже небольшое количество воды (небольшой площади контакта давления) имеет очень большую силу расширения при замерзании. Собственно морозное пучение, это увеличение грунта насыщенного влагой в момент его замерзания.

А сила морозного пучения, это сила с которой грунт расширяясь способен воздействовать на другие объекты – например фундамент нашего дома. А чем больше площадь, тем больше сила этого морозного пучения. Забегая вперед скажем – эта сила способна приподнять целый дом, но это не самое страшное. Хуже когда она воздействует лишь на часть фундамента – его приподнимая.

Разрушая его (собственно как и сам дом), или нет – в зависимости от его жесткости и прочности (типа и характеристик).

ЗАМЕЧАНИЕ

Даже если у вас очень прочный фундамент, и морозное пучение его не сломает – произойдет очень неприятный эффект. Дело в том, что грунт под домом промерзает не равномерно. И так же не равномерно оттаивает.

Например с краю грунт промерзнет быстрее чем с внутренней части, а оттает быстрее с более солнечной стороны.

Обратите внимание

И проблема в том, что если какую то часть вашего дома приподняло (и пусть не поломало из за хорошего фундамента), то в момент оттаивания под поднятую часть попадает часть грунта. И каждый год эта часть дома будет все больше стремиться вверх.

Важно понимать, что морозное пучение воздействует не только снизу на фундамент, но и с боку. И теперь когда мы имеем представление о таком неприятном для строителей явлении настало время поговорить о том, как его избежать.

Как бороться с морозным пучением. Водоотведение. Рассуждение о глубине промерзания, как следствие этой борьбы

Итак – у нас есть факторы которые нам мешают – это излишняя вода в грунте, а также отрицательные температуры – мороз. Эти факторы играют против нас. Но не все так плохо. На нашей стороне есть другие факторы – это тепло земли, типы грунтов которые не задерживают влагу тем самым не насыщаясь ей, и еще методы водоотведения.

Другими словами – для того чтобы произошло морозное пучение грунта нужно два составляющих это отрицательные температуры + насыщенный влагой грунт (те вода в грунте). Очевидно, что если мы уберем хотя бы один фактор – морозного пучения не произойдет. Теперь обсудим на практике варианты борьбы с морозным пучением.

Первый вариант – не даем воде задерживаться – замещение грунта на более подходящий, при обратной отсыпке фундамента.

Например рациональнее засыпать песок, который не задерживает воду – чем использовать тот же грунт, который остался в момент рыться котлована (если там была глина или суглинок).

Этот вариант может не подойди, если вы используете скажем вариант свайного фундамента. Или же вы сильно ограничены в финансах. Но мы настоятельно рекомендуем вам его использовать.

Вариант второй – отводим воду от дома – как минимум это хорошая отмостка и обязательная система водостока с крыши. В некоторых случаях комплекс мероприятия по отводу воды от дома, которая может поступать в виду рельефа земли или высоких грунтовых вод.

Вариант третий – исключаем отрицательные температуры. Очевидно, что мы не можем отменить зиму и морозы. Но мы можем использовать температуру земли и утеплители (например для отмостки), которые работают на нашей стороне.

Именно на этом этапе появляется понятие как глубина морозного пучения грунта. Существуют данные, о глубине морозного пучения для разных областей России. Те можно узнать на какую глубину в грунт проникают отрицательные температуры.

Именно поэтому люди стараются заложить фундамент ниже этой глубины.

ЗАМЕЧАНИЯ

1) Данные по глубине промерзания грунта были получены несколько десятков лет назад.

2) Рассуждая о глубине залегания фундамента, нельзя забывать о возможных аномалиях температурных.

Важно

3) Для некоторых построек (например хоз построек) просто экономически не выгодно делать фундамент ниже глубины промерзания, поэтому можно использовать другие факторы (например водоотведение и замещение грунта на непучинистый + использовать железобетонный монолитный фундамент).

4) Рассуждая о глубине промерзания, нельзя забывать о боковых силах морозного пучения, поэтому нельзя исключать и другие способы борьбы описанные выше.

В качестве завершения напишем, что идеальным вариантом борьбы с силами морозного пучения является ряд различных мер, а не борьба с каким либо одним фактором.

Источник: http://yourhouses.ru/azbuka-stroitelstva-fundamenta-doma-moroznoe-puchenie-grunta-i-nesushhaya-sposobnost-grunta-a-takzhe-osnovnye-problemy-s-nimi-svyazannye.html

Силы морозного пучения грунтов

Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме.

Плотность воды составляет 1000 кг/м3, плотность льда 916 кг/м3, это значит, что при одинаковой массе лед будет занимать больший объем, нежели вода примерно на 9%. Зимой вода, содержащаяся в грунте, превращается в лед, увеличиваясь в объеме, и тем самым создает давление на грунт. Под действием этого давления грунт начинает двигаться.

Это давление не может продавить глубоко залегающие нижние плотные слои грунта поэтому выдавливает грунт вверх, а вместе с ним и фундамент дома.

Больше всего морозному пучению подвержены глинистые грунты (объем грунта может увеличиваться на 10-15%, то есть при глубине промерзания 1,5 м – на 15-20 см). Песчаные грунты подвержены пучению гораздо меньше; каменистые и скальные – практически не подвержены.

Разница в том, что глина не пропускает сквозь себя воду, поэтому грунты содержащие глину накапливают в себе влагу.

А между частицами песка или гравия вода просачивается и уходит в нижележащие слои, а та влага, которая и содержится в песчаном грунте распределяется в нем равномерно, поэтому пучение такого грунта происходит равномерно, что уже не так опасно для фундамента дома.

Зимой сила пучения достаточно велика, чтобы поднять фундамент вместе с домом, при этом нет никакой гарантии, что приподнятый дом весной вернется в исходное положение. Это было бы не так страшно, если бы дом поднимался и опускался равномерно, но это не так. В результате в доме возникают перекосы стен, дверных проемов и окон.

Совет

В наибольшей степени это относится к каркасным или щитовым домам, в меньшей степени к домам сложенным из бруса, так как они сами по себе представляют жесткую конструкцию. Стены кирпичного дома при пучении могут потрескаться из-за того, что фундамент поднимается неравномерно – с одной стороны больше, с другой меньше.

Например, под отапливаемым домом земля не промерзает, и часть фундамента под внутренними стенами дома не испытывает действия пучения, в то время как вокруг дома за внешними стенами фундамента промерзание есть.

Осенью с северной стороны дома земля начинает промерзать быстрее, чем с южной: с одной стороны дома есть пучение, с другой – нет.

Воздействие сил морозного пучения на фундамент

Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки, ведь грунт увеличивается в объеме не только под основанием фундамента, но и вокруг него. Грунт, находящийся вокруг фундамента, зимой примерзает к его стенкам и при движении тянет его за собой.

Таким образом, всю силу пучения можно разложить на две составляющие: одна действует на основание (нормальная составляющая), вторая на стенки (касательная составляющая). Чем глубже закладывается фундамент, тем меньше сила пучения, которая действует на основание фундамента.

Читайте также:  Заливаем фундамент самостоятельно при помощи бетономешалки

Но вместе с тем боковая поверхность увеличивается и с ней увеличивается суммарная касательная сила, действующая на стенки фундамента. Воздействие касательного пучения может быть очень значительным – до 5-7 т на квадратный метр.

Этого хватит, чтобы выдавить из грунта глубоко заглубленный фундамент, на котором возведен легкий каркасный дом, вес которого не способен уравновесить действие пучения. Поэтому заглубление фундамента на глубину ниже глубины промерзания совсем не гарантирует его устойчивость к пучению.

Например, столбчатый фундамент деревянного каркасного дома, заглубленный на два метра, будет выталкиваться вверх касательными силами морозного пучения, основания столбиков фундамента будут отрываться от слоя грунта, на который они опирались, грунт будет сыпаться в образовавшийся зазор и заполнит его. Весной, когда земля оттает, столбику некуда будет опускаться, он так и останется в “приподнятом” состоянии, а на следующий год история повторится.

    Существует две крайности:

  • Глубоко заглубленный фундамент: на его основание не действуют силы пучения, зато на его боковую стенку их воздействие максимально. Заглубленные фундаменты применяются для строительства кирпичных, каменных и бетонных домов, вес которых должен уравновесить действие касательных сил пучения.
  • Мелко заглубленный фундамент: на его основание силы пучения действуют в полной мере, но зато минимально их касательное воздействие на боковые стенки. Такие фундаменты применяются для строительства каркасных, щитовых и деревянных домов.

График зависимости силы пучения от глубины заложения фундамента

На рисунке показана зависимость величины сил пучения от глубины заложения фундамента. Из него видно, что максимальной силе пучения будет подвержен фундамент, заложенный на глубину около 0,5 м – поэтому это наименее подходящая глубина.

Как бороться с силами пучения?

Для защиты от морозного пучения существует несколько способов: замена грунта на непучинистый, удаление влаги из грунта, утепление грунта. Замена грунта на непучинистый (т.е. на песчаный) возможна при заложении фундамента.

Под его основание укладывают подушку из утрамбованного песка высотой около 30 см и шириной на 20 см больше, чем ширина фундамента. Смысл этой подушки в том, чтобы, во-первых, равномернее распределить нагрузку от фундамента, во-вторых, уменьшить действие нормальной составляющей сил пучения на мелкозаглубленный фундамент.

Здесь надо понимать, что песчаная подушка снижает действие пучения не за счет того, что песок непучинистый грунт, а за счет уменьшения слоя пучинистого грунта. Если при глубине промерзания 1,5 м укладывать фундамент на глубину 1 м, то слой пучинистого грунта составит 50 см а его возможное увеличение до 5 см.

Обратите внимание

Если под тот же фундамент делать песчаную подушку 30 см, то слой пучинистого грунта составит уже не 50 см а 30 см, и его возможное увеличение будет не больше 3 см. Непучинистый грунт также рекомендуется использовать для обратной засыпки после того, как фундамент залит и опалубка с него снята.

Так в непосредственном контакте с фундаментом будет находиться непучинистый грунт, не содержащий влаги, который не будет примерзать к его стенкам.

Со временем (через несколько лет) песок в обратной засыпке и в подушке может заилиться: частички глины из окружающего грунта будут попадать в него, и он потеряет свои непучинистые свойства. Для защиты от заиливания песчаную подушку и обратную засыпку нужно отделить от остального грунта пленкой или фильтрующей тканью.

Другая мера по борьбе против пучения – это удаление влаги, в свою очередь эту меру можно разделить на две составляющих – защита от попадания влаги с атмосферными осадками и удаление уже имеющейся влаги.

Чтобы оградить грунт вокруг фундамента от осадков в виде дождя и тающего снега по всему периметру дома нужно делать отмостку.

Ее ширина должна быть больше ширины обратной засыпки, чтобы вода отводилась подальше от фундамента.

Утепление грунта вокруг дома позволяет уменьшить или вообще исключить промерзание земли. Благодаря утеплению грунта становится возможно строительство мелкозаглубленных фундаментов за счет искусственного уменьшения глубины промерзания.

Однако это возможно только в областях, где среднегодовая температура положительная. Ширина полосы утеплителя должна соответствовать глубине промерзания: если земля промерзает на 1,5 м, то утеплять надо вокруг дома полосу шириной 1,5 м.

Важно

Толщина утеплителя зависит от его теплоизоляционных свойств и от климатических условий. 

Еще одна мера по защите фундамента от морозного пучения, применяемая при строительстве любых видов фундаментов, – это сделать его поверхность более гладкой.

Сам по себе бетон – пористый материал, и с его поверхностью грунт хорошо смерзается и при пучении сильно воздействует на него. Самый простой способ устранить это – прокладывать рубероид между поверхностью фундамента и грунтом.

Рубероид более гладкий материал, и движущийся грунт будет по нему скользить, и касательная составляющая силы пучения значительно снижается.

    Читайте так же:

  • Глубина промерзания грунта Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.
  • Пучинистый грунт Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
  • Несущая способность грунтов Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
  • Уровень грунтовых вод Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.

Источник: http://stroy-svoimi-rukami.ru/fundament/view/3/

Как утеплять грунт и предотвратить морозное пучение почвы возле дома

Морозное пучение грунтов представляет серьезную опасность всем строениям, опирающимся на грунт. Особенно страдают от вспучиваниия малоэтажные дома, легкие конструкции, дороги. Пучение возникает вследствие замерзания воды. Расширяясь, грунт выдавливает из себя конструкции, деформирует их, уровень почвы при этом поднимается.

Какие силы действуют на строения

На строения заглубленные в почву воздействуют несколько разнонаправленных усилий:

  • нормальные — направленые снизу вверх на подошву конструкции,
  • перпендикулярные – действуют в горизонтальной плоскости,
  • касательные – силы трения при поднятии или опускании грунтов.

Величина усилий воздействия зависит от степени увлажненности грунтов, их состава, может весьма различаться, по длине даже одного фундамента. Это только увеличивает опасность, так как происходит неравномерное выдавливание или изгибание конструкции, что приводит к ее разлому.

Какие грунты пучат

На территории России до 80% площадей составляют пучащие грунты. Поэтому проблема борьбы с морозным пучением актуальна для ранее построенных зданий без надлежащего утепления земли прилегающей к фундаменту.

К пучению склонны все грунты содержащие в себе глину – глины, сугленки, супеси, пески с пылевато-глинистыми частицами. Именно глина содержит в себе связную воду. К непучащим относятся только крупные и средние пески.

Характерные повреждения – трещины в фундаментах и стенах, перекос дверных и оконных проемов, вспучивание дорожек с невозможностью открыть дверь, перекос легких конструкций возле дома. В худшем случае – разрушение стен.

Утепление грунта – основной метод борьбы с пучением

Основной метод борьбы с морозным пучением почвы заключается в утеплении грунта.

Листы теплоизолятора создают повышенное сопротивление тепловому потоку, в результате холод, идущий с поверхности не сможет заморозить слои под утеплителем, так как туда будет постоянно поступать тепло с земли, из здания через фундамент.

Ранее применяемые мероприятия по засыпке конструкций песчаной подушкой толщиной до 0,5 метра, с ограждением ее холстом против заиливания, с отводом воды дренажами, можно считать полезными и в дополнение к современному утеплению грунта.

Оптимальным утеплительным материалом, способным находиться в грунте в незащищенном состоянии является экструдированный пенополистирол. Он достаточно крепкий и не впитывает воду. Применяются марки с плотностью 35 кг/м куб. Для утепления под дорогами, по которым движется автомобиль, – 50 кг/м куб.

Размеры утеплителя

Какая толщина утеплителя необходима для эффективного утепления грунта? Согласно рекомендациям специалистов, проводивших тепловые расчеты и основываясь на опыте эксплуатации утепленных отмосток возле домов, минимальная толщина утеплителя экструдированный пенополистирол равна 50 мм. Но вокруг углов здания (на протяжении 2 м от угла), где суммируется холод, нужно двойная толщина.

Рекомендуется, чтобы ширина утепления положенному по уровню поверхности почвы была не меньше чем глубина промерзания . Это обеспечит достаточную ширину полосы с положительной температурой.

Но типовыми конструкциями мелкозаглубленных утепленных фундаментов предусматривается закладка горизонтальной теплоизоляции на уровне подошвы фундамента — 0,4 — 0,5 метра заглубления, при этом ширина полосы утепления значительно уже и определяется расчетом.

Широкий же котлован поверху засыпается обратно не пучащим мелким материалом.

Конструкция теплоизоляции

Листы утеплителя экструдированый пенополистирол должны соединяться между собой в паз, их необходимо укладывать вплотную к утеплению фундамента.

Полоса укладывается с наклоном в 2 – 3% от фундамента, что бы обеспечивался сток воды от дома. Часто по краю утепления в грунте укладывается и дренаж, который отводит воду от фундамента.

Делается траншея глубиной 0,5 – 0,6 метра. Дно траншеи засыпается песком 10 – 20 см толщиной, которым формируется и уклон в сторону от дома.

На песок укладываются листы экструдированного пенополистирола, накрываются гидроизолятором.

Утеплитель засыпается песчаной подушкой толщиной минимум 20см. Поверху на подушку укладываются штучный материал для дорожек, которым оформляется отмостка вокруг дома. Бетонировать отмостку не рекомендуется, ввиду ненадежности такой отделки.

Утепление грунта под легкими пристройками и дорогами

Очень часто необходимо утеплять грунт под всякого рода пристройками к дому – верандой, террасой, лестницей с крыльцом, подъездной дорожкой к гаражу и т.п. Эти все строения нуждаются в защите от морозного пучения.

Утепление грунта производится по аналогии, как и возле фундамента. Но в данном случае строения не отапливаются, замораживаются зимой, поэтому грунт нужно утеплять под всей их площадью.

Делается котлован на глубину до 0,6 метров от подошвы конструкции и шириной большей на глубину промерзания в каждую сторону (расчетное уширение).

Совет

На дно котлована укладывается песчаная подсыпка, которой и формируется сток воды в нужную сторону (обычно от центра конструкции).

Листы утеплителя укладываются на подсыпку, накрываются гидроизоляционным материалом, сверху делается песчано-гравийная подсыпка толщиной от 300 мм, которой формируется подушка для перераспределения точечных давлений.

Иногда с этой целью закладываются готовые ж/б блоки, или делается заливка легкого фундамента.

Термоизоляция трубопроводов

Обычно трубопроводы утепляют скорлупой из пенополистирола экструдированного. Но этот метод плох тем, что если в трубопровод перестанет поступать теплая вода (энергия), то он все равно замерзнет в замороженном грунте, какой бы толщины скорлупа не была.

Трубопровод заложенный не глубоко (ниже половины глубины промерзания) можно обогреть энергией земли, если утеплить целый участок грунта по аналогии с приведенными выше примерами.
Полоса утеплителя закладывается на половине глубины от расположения трубопровода, а ширина листов должна быть расчетной.

Но целесообразность таких действий по сравнению с глубоким расположением трубопровода должна определяться расчетом, впрочем, надежней всегда располагать трубопровод ниже глубины промерзания грунтов. Ширину траншеи можно немного уменьшить, если сделать из утеплителя полукороб – с боковыми гранями небольшой высоты.

Утепление грунтов в последнее время получило самое широкое распространение, и являются основным способом предотвращения воздействия морозного пучения на строения.

Источник: http://teplodom1.ru/uteplraznoe/107-kak-uteplyat-grunt-i-predotvratit-moroznoe-puchenie-pochvy.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector