Как влияет промерзание почвы на фундамент

Обновлено: 01.05.2024

Как определить глубину заложения фундамента в различных грунтах

Оптимальная глубина заложения фундамента будет разной для всех типов грунта. Перед возведением сооружения необходимо точно определить вид грунта и проанализировать его состав.

Выбирая глубину заложения фундамента, нужно принимать во внимание такие факторы, как свойства грунтов, глубина промерзания, глубина залегания грунтовых вод. Об этих и других факторах читайте в этой статье.

Как определить глубину заложения фундамента

Чтобы правильно выбрать глубину заложения фундамента, нужно учесть следующие моменты:

Особенности конструкции дома. Количество комнат, этажей, наличие или отсутствие подвала, материалы.
Примерная величина нагрузки на фундамент сооружения.
Глубина фундамента соседних зданий (если они есть).
Степень пучинистости грунта в подошве фундамента.
Максимальная глубина промерзания грунта в вашем регионе.
Геологические и гидрогеологические особенности местности.

Как определить глубину промерзания грунта

Чтобы определить глубину промерзания грунта в вашем регионе, воспользуйтесь картой (глубина указана в сантиметрах):

Или вот такой таблицей:

Также имеется формула, по которой можно рассчитать глубину промерзания грунта для конкретной местности:

где d1 – значение нормативной глубины промерзания грунта, M – сумма абсолютных отрицательных значений среднемесячных температур, а d0 – величина, характерная для каждого типа грунта.

d0 берется из этой таблицы:

Пользуясь формулой, рассчитываем глубину промерзания грунта. К примеру, для глинистого грунта расчеты будут выглядеть так: d1=0.23*√14.7=0.88 м.

Как вид грунта влияет на глубины заложения фундамента

Прежде чем закладывать фундамент, необходимо в точности определить вид и состав грунта, а также глубину залегания грунтовых вод и наличие остатков растительности. Растительный слой грунта нежелательно использовать в качестве подошвы фундамента, так как почва будет проседать неравномерно. Идеальным вариантом будет извлечь почву с остатками растений и заменить её гравием или крупным песком. В таком грунте глубина фундамента должна составлять примерно 50 см, или чуть более.

Глубина заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания грунта.

Если грунт насыщен водой, его несущая способность снижается, а при промерзании образовываются вспучивания. Это приводит к деформации фундамента и трещинам несущих стен.

Лёссовидные суглинки при минимальной влажности имеют хорошую несущую способность, однако при попадании влаги быстро оседают даже под собственным весом.

В этой таблице содержится информация об оптимальной глубине заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод и типа почвы:

Для помещений, которые не будут отапливаться, глубина промерзания берётся на 10% больше чем среднее значение, а для помещений с отоплением нужно брать на 25 % меньше. Если фундамент закладывается под внутренние стены отапливаемого помещения, то глубину промерзания можно не учитывать.

Как конструкция дома влияет на глубину заложения фундамента?

На глубину фундамента влияют такие конструктивные особенности строения, как:

наличие подвала;
глубина фундамента соседних зданий (если они есть);
подземные коммуникации и их глубина.

Если планируется подвал или приямки, то глубина фундамента должна быть минимум на 40 см ниже пола в этих помещениях.

Все участки фундамента желательно закладывать на одном уровне. Если такой возможности нет, то все переходы от одного уровня к другому рекомендуется делать в виде ступеней. Высота каждой ступени должна быть равна высоте фундаментного блока.

Если дом строится впритык к готовому сооружению, то фундамент необходимо закладывать на одном уровне с фундаментом этого здания.

Если под зданием проходят какие-либо коммуникации, то подошву нужно закладывать ниже их ввода. Это убережёт трубы от давления фундамента, а сама подошва не будет стоять на сыпучих грунтах, которые использовали для подушки коммуникаций.

Как уменьшить воздействие пучинистых грунтов на поверхность фундамента

Если закладывать фундамент на глубину ниже промерзания грунта, это исключит давление мёрзлого грунта на подошву. Но пучение, тем не менее, будет негативно влиять на поверхность фундамента. Это влияние можно свести к минимуму, выполним следующие работы:

Устройство дренажа по периметру фундамента.
Сужение фундамента кверху, придание ему формы трапеции.
Заполнение пазух фундамента непучинистым грунтом.
Изготовление защитного слоя на боковых поверхностях фундамента с использованием материала, который имеет небольшой коэффициент трения.

Распространенные ошибки

Пренебрежение остатками растительности. Растительный слой нужно обязательно удалить. Убрать 15 см будет достаточно.
Возведение строения на чернозёме. Структура чернозема не подходит для возведения на ней фундамента. Мягкий слой необходимо также убирать.
Возведение фундамента без армирования. Армирование поможет дольше сохранить в целости как фундамент, так и само строение. Выполняйте армирование как можно ближе к верху и низу фундамента.

Новичкам в строительстве не всегда удается точно определить оптимальную глубину для фундамента, поэтому если какой-нибудь фактор вызывает сомнения, лучше проконсультироваться со специалистом, чтобы избежать проблем на последующих этапах строительства.

Что такое морозное пучение и глубина промерзания грунта?

Cмысл этих понятий стоит понимать любому человеку, решившему строить фундамент для дома.

Морозное пучение

Морозное пучение — процесс превращения в лед воды, которая содержится в грунте. Всем известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме. Поскольку поздней осенью вода в грунте содержится в большом объёме из-за дождей и периодически выпадающего и оттаивающего снега, то, промерзая, верхний слой земли увеличивается в объеме (профессионально говорится "вспучивается"). Так как вспучивающемуся грунту необходимо куда то деваться, то он расширяется вверх.

В результате зимой поверхность земли приподнимается в среднем на 5–10 см, максимум может достигать в Московской области 15 см.

Первая неприятность состоит в том, что если фундамент расположен на поверхности грунта, то есть не заглублен, грунт приподнимает фундамент, а вместе с ним все строение целиком. Главная проблема этой ситуации – неравномерность пучения под домом, то есть один угол фундамента может поднять на 5 см, а другой на 10 см. Почему? Здесь много факторов:
- сам по себе состав грунта под строением может существенно разниться

Разнородный состав грунта Разнородный состав грунта

- один угол получает много солнечного света и тепла, а противоположный наоборот пребывает дольше в тени

Влияние солнечного света и тепла Влияние солнечного света и тепла

- грунт под одним углом дома сильнее увлажняется, чем под другими углами в результате стока воды от дождей или из-за рельефа участка

Влияние рельефа н морозное пучение Влияние рельефа н морозное пучение

Вслед за фундаментом деформируется всё строение.

Деформация строения от морозного пучени Деформация строения от морозного пучени

В стенах из кладки образуются трещины (особенно заметно, если нет армопояса, а в доме из бруса не открываются или не закрываются двери и окна, начинаются течи или сквозняки). Весной, когда промерзший грунт оттаивает и лёд снова превращается в воду, поверхность грунта садится обратно, разумеется вместе с фундаментом и строением.

Вторая неприятность заключается в том, что весной, когда грунт оттает и сядет, поверхность земли не будет в точности копировать геометрию прошлого лета. А это означает, что фундамент и строение не займут уже никогда исходную форму и будут всегда существовать с некоторым искривлением, от года к году претерпевая новые деформации. Разумеется, этот процесс изнашивает постройку, существенно сокращая долговечность дома, доставляет неудобства при эксплуатации и проживании. Негативный результат от промерзания может появиться сразу первой зимой, но воздействие промерзания особенно заметно с течением длительного времени.

Но, есть немало примеров, когда лёгкие дома на незаглубленных фундаментах в Московской области не испытывают подобных проблем или испытывают их в приемлемой степени, и это не редкость. Дело в том, что степень пучения может быть разной и зависит от многих факторов, и да же может меняться от год от года. Поэтому, пучинистость грунта делится на 5 степеней:

непучинистый,
слабопучинистый,
среднепучинистый,
сильнопучинистый,
чрезмернопучинистый.

Примерную степень пучения на участке может определить любой человек. К слабопучинистым относятся места на возвышенностях, с низким уровень грунтовых вод, и там где залегают песчаные (быстрофильтрующие воду) грунты. У чрезмернопучинистых всё наоборот – это места в низинах, там где есть обводненные, болотистые, водовмещающие глинистые грунты, когда вода стоит на штыке–двух лопаты круглый год. В завершение стоит сказать, что каждый участок может перемещаться в соседнюю категорию по пучинистости в зависимости от погодных условий конкретного года. Чем меньше осадков было осенью, чем меньшее количество раз таял снег за осень и зиму – тем менее вспученным будет грунт. В таблице ниже вы сможете найти общие рекомендации по заглублению фундаментов в зависимости от типа грунта:

Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта. Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта.

Ниже в таблице вы найдёте процент расширения грунта в зависимости от его типа (песчаные грунты в таблице не представлены, поскольку в большинстве случаев не являются пучинистыми)

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта — это та глубина, на которую может промерзнуть грунт зимой. Эта глубина определяет границу, ниже которой рекомендуется располагать подошву фундамента (Подошва фундамента - это низ монолитной части без подбетонки) или "анкерные" элементы фундаментов (уширение свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и т.д.). Есть нормативная глубина промерзания, представленная на карте.

Карта нормативной глубины промерзания грунта Карта нормативной глубины промерзания грунта

Но, фактическая глубина промерзания может быть значительно меньше или больше указанной на карте. Рассмотрим причины:
1. В первую очередь важна разновидность грунта, залегающего на участке. Ниже приведена таблица с глубиной промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области. Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Появляется логичный вопрос – почему, принимается 140 см для Московской области, когда в таблице присутствуют куда большие значения? Дело в том, что глубоко промерзают именно песчаные грунты, которые пучинистыми не являются и не представляют для конструкции фундамента опасности. Песчаным грунтам свойственно быстро фильтровать воду, при том чем крупнее размер частиц (фракция), тем, как правило, быстрее происходит фильтрация. Поскольку из песчаных грунтов влага удаляется быстро, то и степень проявления пучения в них несущественна, а само промерзание проходит глубоко в результате открытых пор. Неприятной ситуацией может быть наличие водоупора под песком на глубине одного-двух метров, поскольку это может приводить к застаиванию влаги в верхней толще и к её вспучиванию; это ситуации-исключения.

Глина - водоупор Глина - водоупор

В глинистых грунтах наоборот. Фильтрация воды очень медленная и в результате заполненных пор глубокого промерзания не происходит. В результате, к заморозкам поры глинистого грунта не успевают освободиться от воды, что приводит к значительному вспучиванию, которое может повредить фундамент постройку. Именно исходя из этих соображений принимается величина 140 см. Из глинистых грунтов стоит отдельно выделить грунты с консистенцией “Твёрдый”. Это водоупоры, грунты с очень плотной структурой, и они не насыщаются водой. Этим грунтам присуща низкая степень пучения и малое промерзание. К сожалению, в Московской области твёрдые глинистые грунты или крупные пески в верхней толще земли встречаются редко.
2. Помимо типа грунта на глубину промерзания так же влияют погодные условия конкретного года (температура зимой, толщина снежного покрова, количество выпавших осенью и зимой осадков).
3. Локация конкретного участка. Очевидно, что участкам в низинах, вблизи болот свойственно быть более влажными, чем участкам на холмах и вдали от водоёмов.

4. Профилактические мероприятия по снижению увлажнения и промерзания (о них будем говорить ниже).

Виды "противопучинистых" фундаментов и мероприятий.

Степень проявления морозного пучения необходимо учитывать при выборе типа фундамента. "Противопучинистыми" вариантами являются фундаменты по технологии ТИСЭ, винтовые сваи, заглубленные ленты с монолитной широкой подушкой (именно с подушкой, т.к. без неё лёгкие дома на ленте так же подвержены вспучиванию), монолитная плита расположенная ниже границы промерзания грунта.

"Противопучинистые" типы фундаментов "Противопучинистые" типы фундаментов

Разумеется, уширения свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и монолитную полушку заглубленной ленты необходимо расположить ниже границы промерзания для придания им функции "якоря". К противопучинистым типам фундаментов не относятся столбчатые фундаменты без уширения, мелкозаглубленные ленты, плавающие плиты, а так же прямые заглубленные ленточные фундаменты без широкой монолитной подушки (на практике наша компания знает много случаев, когда стенки заглубленной ленты вспучившимся грунтом обжимаются настолько сильно, что грунт вслед за собой тащит вверх фундамент вместе с домом).

"Непротивопучинистые" типы фундаментов "Непротивопучинистые" типы фундаментов

Способы защиты от морозного пучения.

Есть немало современных способов, позволяющих почти полностью, либо частично устранить воздействие морозного пучения.
1. Круглогодичное отопление строения. Не стоит путать с ситуацией, когда хозяева приезжают в дом пару раз за зиму. Речь идет о доме, в котором температура круглый год не падает ниже +15 градусов. В этом случае уместно рассмотреть плавающую плиту или мелкозаглубленную ленту. Суть метода в том, чтобы сперва возвести закрытый по периметру непродуваемый цоколь (фундамент без "щели"), а затем важно правильно утеплить его. Стоит утеплить два места:
- фундамент утепляется по наружному периметру, вертикально. В качестве материала чаще всего используется ЭППС (экструдированный пенополистирол), он бывает уже встроен в некоторые отделочные фундаментные панели. Толщину ЭППС следует принимать не менее 50 мм, а лучше 80 или 100 мм для Московского региона.

Утепление фундамента Утепление фундамента

- необходимо утеплить отмостку. Для этого нужно в толще отмостки проложить ЭППС той же толщины, что и при утеплении фундамента. Ширина утепления в отмостке должна составлять не менее 1,2 метра (в идеале не менее глубины промерзания). Если данные рекомендации выполнены правильно, то пучение грунта под домом будет устранено как минимум на 80-90%, что является вполне достаточным.
Полученная система будет работать следующим образом: зимой часть тепла будет выходить из дома через нижнее перекрытие. Если цокольное пространство является замкнутым и потеря тепла через стены фундамента минимальна, то будет прогреваться земля под домом. Этого прогрева будет вполне достаточно, чтобы остановить промерзание и вспучивание. Утепление отмостки необходимо для того, чтобы избежать потерь тепла через промерзший грунт с наружной стороны фундамента (т.е., чтобы не отапливать грунт снаружи дома). Это не очень дорогой, но действенный метод. Главный его минус – зависимость от беспрерывного зимнего отопления.

2. Дренаж — это отдельная тема для статьи, но дренажи направленные на осушение участка и отведение воды от дома, являются одним из способов по снижению сил морозного пучения.

Как промерзание грунта влияет на глубину заложения фундамента.

Глубину заложения фундамента на месте будущего строения, определяют по типу существующего грунта, расчётной глубине промерзания, в зависимости от нагрузок элементов конструкции здания, а также положением грунтовых вод. Для выяснения типа грунта в нескольких точках участка на разной глубине, в границах промерзания, нужно взять несколько образцов земли и их исследовать. Опираясь на данные таблицы 1, можно предположить пучинистый грунт либо нет.

Глубина промерзания грунтов.

Глубину промерзания грунтов можно взять из схематической карты нормативных глубин промерзания, а более точно получить не сложным расчётом.

Насколько важно значение глубины промерзания? Выталкивающие силы в пучинистых грунтах, при промерзании, могут достигать 10-15 т на один квадратный метр, часто превышая вес здания (рис. 1) Действуя снизу- вверх они поднимают фундамент, а иногда и разрывают его конструкцию на части. При глубине промерзания 1-1,5 м подъёмная деформация почвы достигает 10-15см. Пренебрегать такой динамикой нельзя.

Глубина заложения фундамента.

При определении толщины фундамента можно слегка отклониться от существующих норм и уменьшить глубину заложения, но тогда необходимо предусмотреть устройство утепления верхних слоёв земляного покрова от промерзания.

На пучинистых, глубоко промерзающих грунтах, возведение ленточного фундамента заглублением более 1 м экономически неоправданно, нужно рассмотреть варианты в виде столбов (столбчатые опоры в грунте). В таких грунтах делают элементы фундамента с увеличенной площадью основания, дабы избежать проявления выталкивающих касательных сил, возникающих при зимнем пучении. Эта площадка не позволит подниматься фундаменту из земли. Армирование такого фундамента обязательно. В соседних строениях обратите внимание на стойки ворот, заборов, если они стоят не параллельно или может, их верхние части находятся в разных горизонтальных плоскостях, относительно друг друга, это действие сил морозного пучения, грунт здесь пучинистый. Поспрашивайте хозяев и можете узнать причину появления таких метаморфоз. Вот яркий пример пучения:

Виды и строение фундаментов.

Ошибочно мнение, что чем ниже глубина заложение фундамента в подверженных пучению почвах, тем надёжным он является и обеспечивает строению высокую устойчивость. Да, он лежит ниже границы промерзания и выталкивающие силы на него не действуют, но касательные силы запросто подымут всю конструкцию фундамента заодно с промёрзшей почвой. Эти силы разорвут его, образовав верхнюю и нижнюю части, особенно если строение лёгкое и фундамент не монолитный и без армирующего каркаса. Что бы этого не произошло, фундамент следует закладывать ниже глубины промерзания грунта с уширенной подошвой в виде анкера. Для большей жёсткости в тело фундамента закладывают каркас из арматуры. Если фундамент из камней или кирпича и без арматуры, то тогда его делают в виде трапеции с суженными телом фундамента вверху. Такая конфигурация, с обязательно сглаженной поверхностью, не подвергается действию выталкивающих сил в пучинистых почвах, (рис. 2). Для снижения действия касательных сил используют скользящие материалы, которыми покрывают стенки фундамента, например полиэтиленовая плёнка, битум.

Если грунт неподвижен, т.е. не подвержен пучению, в малоэтажном строительстве целесообразно применять простейшие фундаменты на песчаной подушке, (рис. 3). В таких конструкциях верхнюю часть можно выполнять из неорганического материала — щебень, бетон, кирпич, камень, а нижняя, основание, из крупнозернистого песка. Фундаменты такого типа довольно надёжны и долговечны при условии, что будут защищены от дождевых и паводковых вод. Их можно применять для любых типов зданий малой этажности и с любой глубиной промерзания грунтов. Уровень грунтовых вод (УГВ) должен быть не выше границы промерзания грунта. Если вода поднимется выше этой отметки, то грунт станет пучинным, а фундамент подвижным, что повлечёт за собой разрушение целостности стен строения.

В грунтах, подверженных пучению, фундаменты проектируют с учётом действия выталкивающих касательных сил морозного пучения. На (рис. 2) приведены виды конструкций, которые делать можно в грунтах с неглубоким промерзанием и при отсутствии воды в траншеях и ямах в момент выполнения работ.

Для конструкций с глубиной заложения фундамента более 1 м применение ленточного вида (если конечно не строите подвальную часть) экономически не выгодно. Здесь рекомендуется применять столбы фундамента из монолитного железобетона, металлических или асбестоцементных труб, (рис. 4). Если в яме отсутствует грунтовая вода, то на дно укладывают монолитный бетон в виде плиты непосредственно перед установкой столбов, при этом концы столбов должны иметь выпуски арматуры, которые будут утапливаться в бетон. Если УГВ выше нижней части фундамента, то его монтаж выполняют столбами, которые заранее изготовлены вместе с плитой опоры, рисунок 5.

Уровень грунтовой воды определить можно так: рядом с местом строительства осенью или в начале зимы бурят скважину и по глубине стоящей воды определяют УГВ.

Необходимо обращать внимание и на устойчивость грунта, его сопротивление продавливанию. В малоэтажном строительстве просадка ленточного фундамента посредством действия нагрузок от здания явление редкое, т.к. опорная площадь конструкции фундамента намного больше расчетной. Если же здание возводят на слабых неустойчивых грунтах (подверженных просадке от собственного веса или веса строительной конструкции при повышении влажности – лёссы, глина, некоторые виды супеси, глинистые насыпные грунты, промышленные отходы, отложения пепла и т.д.) или используют столбы фундамента в зданиях с тяжелыми стенами, то рекомендуется площадь соприкосновения подошвы с грунтом в местах сосредоточения нагрузок проверить расчетом. При необходимости можно увеличить площадь подошвы фундамента, уширить его, а в столбчатых еще и сократить расстояние между столбами.

Глубина заложения фундамента исходя из гидрогеологических условий.

Если Вы строите дом с тяжелыми (кирпичными, блочными) стенами, бетонными перекрытиями, или подземным помещением, то нужно применять ленточный фундамент. Его глубина заложения, т.е. нижняя точка, при определённых условиях, должна находиться ниже глубины промерзания грунта. Рассмотрим эти условия.

Если расстояние от границы промерзания до расположения грунтовых вод, назовём её Н, больше расчетной глубины промерзания более чем на 2 м, то глубину заложения ленточного фундамента для любого грунта делаем независимо от глубины промерзания, но не менее 0,5 м. Для супеси, пылеватой супеси, глинистого грунта, мелкого песка: если Н превышает расчетную глубину промерзания грунта менее чем на 2 м, то глубину расположения фундамента одно и двухэтажного зданий принимают не менее ¾ расчетной глубины промерзания, но не менее 0,7 м, а если Н менее расчетной глубины промерзания, то глубина заложения фундамента должна быть не менее нормативной глубины промерзания грунта.

Что такое морозное пучение грунта и как избежать его негативное воздействие на фундамент

Действие сил морозного пучения грунтов и выпучивания фундаментов ухудшает условия эксплуатации и укорачивает сроки службы зданий и сооружений, вызывает их повреждения и деформации конструктивных элементов, что приводит к большим ежегодным затратам на ремонт повреждений и наносит значительный ущерб.

Наиболее часто встречающиеся повреждения фундаментов и разрушения конструкций надфундаментного строения зданий и сооружений от морозного пучения обусловлены следующими факторами:

а) составом грунтов в зоне сезонного промерзания и оттаивания;

б) состоянием природной влажности грунтов и условиями их увлажнения;

в) глубиной и скоростью сезонного промерзания грунтов;

г) конструктивными особенностями фундаментов и надфундаментного строения;

д) степенью теплового влияния отапливаемых зданий на глубину сезонного промерзания грунтов;

е) эффективностью мероприятий, применяемых против воздействия сил морозного выпучивания фундаментов;

ж) способами и условиями производства строительных работ по нулевому циклу;

з) условиями эксплуатационного содержания зданий и сооружений.

Чаще всего эти факторы воздействуют на фундаменты суммарно при различном их сочетании, и бывает трудно установить действительную причину повреждений в зданиях.

Что такое пучинистый грунт?

Пучинистый грунт - дисперсный грунт, который при переходе из талого состояния в мерзлое увеличивается в объеме вследствие образования льда. Проще говоря, пучинистым можно называть грунт , обладающий способностью при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка. В результате этих объемных изменений происходят деформации и наносят повреждения основаниям, фундаментам и надфундаментному строению зданий и сооружений

Какие грунты можно отнести к пучинистым?

К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты (глина, суглинок, супесь), пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем.

Основанием для установления степени пучинистости грунтов должны служить материалы гидрогеологических и грунтовых изысканий (состав грунта, его природная влажность и уровень стояния грунтовых вод, которые могут охарактеризовать участок застройки на глубину не менее удвоенной нормативной глубины промерзания грунта, считая от планировочной отметки)

Чем характеризуются пучинистые грунты?

- абсолютной деформацией морозного пучения , представляющей размер подъема ненагруженной поверхности промерзающего грунта;

- относительной деформацией (интенсивностью) морозного пучения - отношением подъема грунта к толщине промерзающего слоя ;

- вертикальным давлением морозного пучения , действующим нормально (перпендикулярно) к подошве фундамента;

- горизонтальным давлением морозного пучения , действующим нормально к боковой поверхности фундамента;

- удельным значением касательной силы морозного пучения, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.

Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий.

Рекомендуемые противопучинные мероприятия

Противопучинные мероприятия могут применяться как для полного исключения деформаций от морозного выпучивания фундаментов, так и для частичного их снижения.

Инженерно-мелиоративные мероприятия в принципе являются коренными, поскольку они обеспечивают осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания грунтов и снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2 - 3 м ниже глубины сезонного промерзания. Это мероприятие возможно осуществить практически не для всех грунтовых и гидрогеологических условий, и тогда следует применять его только как уменьшающее деформацию грунта при промерзании в сочетании с другими мероприятиями.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены в основном на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа конструкций фундаментов, глубина их заложения в грунт, жесткости конструкций надфундаментного строения, величин нагрузки на фундаменты, заанкеривание фундаментов в грунтах, залегающих ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Тепловые и химические мероприятия являются коренными как по полному исключению деформаций от морозного пучения, так и по снижению сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Они включают в себя применение рекомендуемых теплоизоляционных покрытий на поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта с фундаментом и снижающих касательные силы сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов. При обогреве грунт не будет иметь отрицательную температуру, что исключает его промерзание и морозное пучение. При обработке грунта химическими реагентами, хотя грунт потом имеет отрицательную температуру, он не замерзает, поэтому также исключается промерзание и морозное пучение.

Факторы, влияющие на проектирование оснований и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах должно осуществляться с учетом:

а) степени морозной пучинистости грунтов;

б) рельефа местности, времени и количества выпадающих атмосферных осадков, гидрогеологического режима, условий увлажнения грунтов и глубины сезонного промерзания;

в) экспозиции строительной площадки по отношению к освещаемости солнцем;

г) назначения, сроков строительства и службы, значимости зданий и сооружений, технологических и эксплуатационных условий;

д) технической и экономической целесообразности назначаемых конструкций фундаментов, трудоемкости и продолжительности работ по нулевому циклу и экономии строительных материалов;

е) возможности изменения гидрогеологического режима грунтов, условий их увлажнения в период строительства и за весь срок эксплуатации здания или сооружения;

ж) имеющихся результатов специальных исследований по определению сил и деформаций морозного пучения грунтов (если таковые имеются).

Проектирование оснований и фундаментов на пучинистых грунтах

При выборе грунтов в качестве естественных оснований в пределах отведенной территории под застройку следует отдавать предпочтение непучинистым или практически непучинистым грунтам (скальные, полускальные, щебенистые, галечниковые, гравийные, дресвяные, пески гравелистые, пески крупные и средней крупности, а также пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины твердой консистенции при уровне стояния грунтовых вод ниже планировочной отметки на 4 - 5 м).

Под каменные здания и сооружения на сильно- и среднепучинистых грунтах целесообразнее проектировать столбчатые или свайные фундаменты, заанкеренные в грунте по расчету на силы выпучивания и на разрыв в наиболее опасном сечении, или же предусматривать замену пучинистых грунтов непучинистыми на часть или на всю глубину сезонного промерзания грунта. Возможно также применение подсыпок (подушек) из гравия, песка, горелых пород с терриконов и других дренирующих материалов под всем зданием или сооружением слоем на расчетную глубину промерзания грунта без удаления пучинистых грунтов или только под фундаментами при надлежащем технико-экономическом обосновании расчетом.

Все основные мероприятия, направленные против деформации конструктивных элементов зданий и сооружений при промерзании и пучении грунтов, следует предусматривать при проектировании оснований и фундаментов с включением всех затрат в сметную стоимость работ по нулевому циклу.

В тех случаях, когда мероприятия против морозного пучения проектом не предусмотрены, а гидрогеологические условия грунтов строительной площадки в период выполнения работ по нулевому циклу оказались не соответствующими результатам изысканий или же ухудшились по причине неблагоприятных погодных условий, представители авторского надзора должны составить соответствующий акт и возбудить вопрос перед проектной организацией о назначении дополнительно к проекту мероприятий против морозного пучения грунтов (как, например, осушение грунтов в основании, уплотнение с трамбовкой щебня и др.).

Расчет оснований на действие сил морозного выпучивания следует производить по устойчивости, так как деформации морозного пучения знакопеременные, повторяющиеся ежегодно. На пучинистых грунтах проектом следует предусматривать обратную засыпку пазух котлованов до наступления промерзания грунтов во избежание морозного выпучивания фундаментов.

Прочность, устойчивость и долголетняя эксплуатационная пригодность зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигаются применением в практике проектирования и строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Выбор противопучинных мероприятий должен базироваться на достоверных и весьма детальных данных о наличии подземных вод, их дебите, направлении и скорости движения их в грунте, рельефе кровли водоупорного слоя, возможностях изменения конструкций фундаментов, способах производства строительных работ, условиях эксплуатации и особенностях технологических процессов производства.

Фундамент, оставленный на зиму (3 правила, чтобы не выдавило морозным пучением)

Зимовка фундаментов - этот строительный этап гораздо важнее, чем может показаться на первый взгляд. Ведь, не соблюдая определенный ряд мероприятий можно попасть на крупную сумму денег, так как восстановление и укрепление фундамента составляет ни несколько десятков тысяч рублей, а измеряется сотнями.

Львиная доля застройщиков поддерживает миф, что фундамент должен перезимовать, поэтому многие специально сооружают подобные строения осенью, а весной начинают строить дом.

Иногда случается так, что ранней весной, после таяния снега - хозяин замечает перекошенный фундамент со множеством трещин и начинает винить рабочих и материалы, но только не себя. А дело обстоит гораздо проще: грунт локально промерз!

Что такое промерзание?

Промерзание грунта - это увеличение объема грунта за счет замерзания воды между его частицами, а так как лед по своей структуре менее плотный, чем жидкость - то он расширяется при замерзании.

Увеличиваясь в объеме, грунт поднимает фундамент и за счет неоднородной структуры почвы - данный эффект происходит локализовано, а соответственно и неравномерно (не по всей площади опирания фундамента на основание), именно поэтому конструкция деформируется и образуется масса трещин в тех местах, где возникает избыточное напряжение.

От этого страдают как ленточные фундаменты, так и монолитные плиты.

Существует 3 простых мероприятия, которые избавят железобетонную конструкцию от деформации в минусовую погоду и не стоит ими пренебрегать.

1. Временная отмостка

Сделайте неглубокую выемку вдоль фундамента и уложите любой материал, не пропускающий влагу. Это может быть полиэтиленовая пленка или руберойд.

Заглубление делается около 10 см и шириной до 1 м. Укладывается материал с нахлестом 10-15 см и присыпается грунтом. На одну зиму этого вполне хватает.

Если же фундамент мелкого заложения, то в обязательном порядке под рубероид укладывается утеплитель, который весной убирается и может быть использован по назначению в любых частях дома.

Если же фундамент - лента, проделайте это с обеих сторон.

2. Дренаж

Если участок легко заболачивается и талые воды медленно просачиваются в грунт, то делается временный дренаж для отвода воды от фундамента. Не нужно глубоко копать и полноценно создавать это сооружение, засыпая его щебнем - ведь оно временно. Достаточно, за несколько метров от фундамента выкопать ров глубиной 30-50 см. и придать участку небольшой уклон этим же грунтом или же соорудить в низинах участка канавки, ведущие в основной дренажный ров.

3. Укрытие

Чаще всего, зимой лопается фундамент при сооружении домов с подвалами, поскольку подошва фундамента, опираемая на основание, находится не ниже глубины промерзания грунта, что можно видеть по иллюстрации:

В этом случае, действия немного трудозатратны и заключаются в следующем: необходимо соорудить деревянный каркас, который будет являться крышей цокольного этажа. Пиломатериал не будет куплен зря. Начиная строительство с весны, он пригодится для опалубочных работ и сооружения стропильной системы кровли.

Если не хотите лишних телодвижений, то лучше успеть до морозов вместо деревянного каркаса сделать бетонный пол или произвести укладку плиты перекрытия. Далее, они затягиваются пленкой или рубероидом с помощью кирпичей.

Также, все окошки и продухи герметично затягиваются пленкой и задача сводится к тому, чтобы минимизировать потери тепла из подвала.

От автора

Друзья, на вышеописанные мероприятия затрачивается всего один-два дня. Выполнив их, риски потерять фундамент уменьшаются в десятки раз, ведь методы очень эффективны и в то же время, просты и по силам любому мужику. Лучше заплатить 5-10 тысяч рублей за материал, затратить немного времени и спать зимой спокойно, чем весной разгребать завалы.

Информация, без которой нельзя строить фундамент

В интернете можно встретить рекомендации по выбору фундамента в зависимости от материала стен дома. Часто с подобными вопросами обращаются к профессиональным строителям или инженерам, для них такие формулировки кажутся бессмысленными, так как невозможно выбрать абстрактный фундамент по материалу стен. Основание дома должно не только передавать нагрузки на грунт, но и должно соответствовать условиям конкретной местности. В этой статье мы рассмотрим информацию, которую надо собрать перед тем, как обращаться к проектировщику для разработки фундамента.

В другой статье на нашем сайте мы разбираем самые распространенные ошибки, которые допускают при строительстве фундамента статью об ошибках 12 ошибокпри строительстве фундамента.

Глубина промерзания

Чтобы понять значение глубины промерзания для фундамента, надо подробнее разобраться в морозном пучении. Этот процесс связан с замерзанием воды внутри грунта, в результате этого образуются ледяные включения в виде линз и прослоек. Процесс сопровождается расширением и деформацией почвы. Если эти процессы идут под фундаментом, то это может привести к повреждению всей конструкции дома. Напряжения могут возникнуть в отдельных зонах, что вызовет неравномерное поднятие отдельных частей фундамента.

Ключевым параметром при выборе фундамента будет глубина и скорость промерзания. На определенной глубине в толще земли всегда сохраняется положительная температура, то есть вода там не замерзает. Глубина промерзания зависит от ряда факторов: толщины снежного покрова, климата и плотности почвы. СНиПами предусмотрены нормативы, в которых фиксируется глубина промерзаний для разных территорий. Например, в Москве глубина промерзания составляет 1,2 м на глинах и суглинках, на песчаных грунтах – 1,32 м.

Читайте также: