ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИИ В ПРАКТИКЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
7.1.
Теплоизоляционные мероприятия, применяемые в практике фундаментостроения,
подразделяются на временные (только на период строительства) и на постоянные (с
учетом их действия в течение всего срока эксплуатации зданий и сооружения).
Во
время строительства вокруг фундаментов зданий и сооружений рекомендуется
применять временные теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита,
шлаковаты, соломы, снега и других материалов в соответствии с указаниями по
предохранению грунтов и грунтовых оснований от промерзания.
К
постоянным теплоизоляционным мероприятиям относятся отмостки, укладываемые на
теплоизоляционную подушку из шлака, керамзита, шлаковаты, поролона,
прессованных торфяных плит, сухого песка и. др. материалов.
Уложенные
теплоизоляционные отмостки вокруг строящегося здания обычно разрушаются при
дальнейших монтажных работах движением механизмов и после полного окончания
строительных работ их требуется перестраивать, что не всегда выполняется, а
поэтому создаются условия для неравномерного водонасыщения грунтов и глубины
промерзания грунтов возле фундаментов.
Наибольший
теплоизоляционный эффект достигается в тех случаях, когда материал подушки
находится в сухом состоянии, но часто теплоизоляционный материал, уложенный в
корыто, водонасыщается осенью перед промерзанием и от этого снижается
теплоизоляционный эффект.
В
некоторых случаях вместо устройства отмосток применяют задернение поверхности
грунта у наружных стен и, как показывает опыт, промерзание грунта под
растительным покровом снижается на половину по сравнению с глубиной промерзания
грунта под оголенной поверхностью грунта.
Основные понятия
Пучение – сезонное увеличение объема почвы, которое происходит после замерзания подземных источников. Под воздействием сил лед оказывает большое давление на фундамент, что приводит к изменению положения. Процессы выталкивания провоцируют растрескивание стен, грозящие перекашиванием дверей и окон. Если влага попала в основу здания, то постепенно разрушит цокольное перекрытие.
Замерзшая вода увеличивается в объеме, что усиливает расширение грунта на 9%. Из-за высокой плотности подземные слои не могут сжаться, поэтому движутся вверх. Если силы пучения не уравновешиваются, то фундамент под давлением «выжимают» из почвы. Регулярные сезонные колебания негативно отражаются на целостности основы и здания.
Проблемы при возведении фундаментаИсточник svaimania.ru
Скорость и глубина промерзания зависят от температуры, продолжительности холодных дней и плотности снежного покрова. В зависимости от региона, грунт может находиться в ледяном состоянии от 3 до 9 месяцев. Через рыхлую землю проходит вода, не задерживаясь и не твердея. Пучинистые виды постепенно поглощают влагу, которая проникает на глубину 1,5 м. При устойчивых морозах капли замерзают и расширяются.
Чем опасен пучинистый грунт Источник monolit-60.ru
В южных регионах земля почти не мерзнет, поэтому проблемы нет. В северных областях почва твердеет на 2,4 м, что приводит к деформации фундамента. Близкое залегание подземных вод способно кардинально изменить характеристики непучинистого грунта. Если строение возводят на склоне, то рельеф спровоцирует появление нестабильных участков в отдельных местах.
Теплоизоляция фундамента как способ избежать морозного пучения | ДОМ ИДЕЙ
Перекосы фундаментов, вызывающие трещины в стенах, которые обычно появляются в весенний период, доставляют владельцам множество неприятностей. Цена устранения подобных дефектов весьма высока.
Решение актуальной проблемы
В практике строительства и эксплуатации зданий довольно часто встречаются случаи повреждения конструкций силами морозного пучения грунта.
Большую часть наших грунтов составляют суглинки и глины. Они способны накапливать в себе воду, которая, замерзая, увеличивается в объеме.
Это влечёт за собой увеличение объема находящегося под фундаментом грунта. В результате возникают неравномерно распределённые по периметру конструкции усилия, выталкивающие фундамент. При оттаивании водонаполненные грунты становятся более пластичными, вызывая проседание фундаментов и, как следствие, перекосы стен подвала, появление трещин и локальных разрушений.
Особенно страдают от этого малозаглублённые фундаменты домов и различных пристроек, наружных лестниц и веранд, а так же отмостка и площадки перед домом. Подобные деформации могут происходить регулярно, из года в год, приводя к полному разрушению конструкций.
Традиционно для предотвращения подобных пучинистых явлений предпринимают дополнительные меры. Эти мероприятия предусматривают устройство под фундаментом песчаной и использование для обратной засыпки непучинистого грунта. Обычно подобную засыпку выполняют шириной м от стен в пределах глубины промерзания, составляющей в наших условиях в среднем 1,8-2 м.
При этом вблизи самой поверхности земли, под отмосткой стараются использовать материал, обладающий некоторой теплоизолирующей способностью, например, шлак. Стоимость подобных мер невысока, но полностью избавиться от проблемы, как правило, не удаётся.
Совсем исключить воздействие сил морозного пучения можно только путем ликвидации самой причины их возникновения, то есть промерзания грунта. Для этого нужно просто теплоизолировать грунт по всему периметру здания.
К подобной теплоизоляции предъявляются повышенные требования. Материал должен быть водонепроницаем, водостоек и достаточно прочен. Для подобных целей идеально подходит экструзионный пенополистирол, выпускаемый в виде строительных плит различной толщины.
С помощью подобной плитной теплоизоляции можно поддерживать положительную температуру грунтов, находящихся в основании здания и тем самым избежать воздействия пучинистых явлений на элементы фундаментов.
Применение экструзионного пенополистирола является предпочтительным из-за высоких прочностных характеристик самого материала, практически нулевого водопоглощения и, как следствие, продолжительной эффективной работе (более 50 лет) в грунтовых условиях.
Технология утепления фундамента и отмостки
Вокруг дома откапывают грунт на глубину 50-60 см. Ширина траншеи должна обеспечить укладку утеплителя. Исходя из того, что глубина промерзания грунта на Урале составляет примерно 1,8-2 м, рекомендуемая ширина полосы утеплителя в зависимости от типа грунта должна быть 1,5-2 м.
На схеме обозначены:
Внешняя стена.
Гидроизоляция.
Облицовка цоколя.
Отмостка.
Фундамент.
Экструзионный утеплитель.
Песчаная подушка
Обратная засыпка.
Первым делом на дно траншеи насыпают слой песка толщиной не менее 20 см, устраивают небольшой уклон песчаной подушки в сторону от фундамента и тщательно утрамбовывают. На песок укладывают плиты экструдированного пенополистирола.
Следует заметить, что помимо способности сохранять высокие теплозащитные характеристики в грунтовой среде, экструдированный пенополистирол является материалом, способным воспринимать достаточно большие нагрузки, даже дорожного покрытия вместе со стоящим на нём автомобилем.
Толщина плит принимается в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя. Лучше взять с запасом, от 100 мм, укладывая плиты в два слоя.
Уровень потерь тепла через наружные углы значительно превышает теплопотери через прямолинейные поверхности, поэтому в зоне углов на расстоянии 1,5-2 м от угла укладывают утеплитель толщиной в 1,5 раза большей, чем по периметру.
Сверху утеплитель засыпают слоем песка толщиной не менее 30 см.
Немаловажное значение имеет тот факт, что предлагаемая технология может быть реализована как при возведении новых домов, так и в процессе эксплуатации существующих построек, причем размещение теплоизоляционного материала по периметру здания позволяет не только защитить грунт от промерзания, но и утеплить подвальные помещения и тем самым значительно снизить неоправданные потери тепла
Сооружение различных видов оснований
Если в месте заложения фундамента близко грунтовые воды, то, прежде чем приступить к сооружению плитного основания, потребуется подготовить по всему периметру будущего здания канавы. Лучше, если это будет траншея шириной 20-30 см и высотой (глубиной) не менее 50 см. Канавы будут наполняться дождевой или талой водами, и таким образом будет осуществляться дренирование. Подробнее о предпочтительном типе фундамента смотрите в этом видео:
Для защиты стенок фундамента, обработайте их гидроизолирующим мастиками
«Плавающая» плита лежит не на глинистой почве, а на созданной из песка и гравия подушке. Такой тип фундамента нужно заливать, соорудив его на насыпном грунте. Перед заливкой монтируют дренажную систему, укладывая дрены под уклоном не менее 5 см на каждый метр трубы. Для защиты плиты необходимо внутреннюю поверхность основания выслать гидроизоляционными материалами. Чаще всего используют рубероид, укладывая полотна внахлест по 10-15 см шириной. Крепеж выполняют с помощью битума.
На гидроизоляцию укладывают армирующий каркас и заливают его бетоном, наполнителем для которого служит мелкофракционный гравий. Лучше залить все основание за один день.
Ленточный фундамент требует тщательной подготовки траншей котлована. Они должны быть достаточно глубокими и широкими, чтобы превысить глубину промерзания земли и позволить качественно собрать опалубочную конструкцию.
Заливают монолитную ленту, позаботившись о правильной отсыпке ее дна, качественной трамбовке и обустройстве гидроизоляции. Внутрь опалубки устанавливают каркас, связанный из арматурных стержней различного сечения. Бетон заливают послойно с обязательной трамбовкой каждого слоя. Полезные советы при строительстве дома на почве с высоким УГВ смотрите в этом видео:
Свайный ростверковый фундамент признан наиболее надежным при возведении построек на участках с высоким УГВ
Делая такое основание, важно следовать почвенным показателям, в зависимости от которых устанавливается размер каждой из используемых свай. Сваи используют:
- винтовые;
- буронабивные;
- забивные.
Самостоятельно без привлечения тяжелой строительной техники монтируют винтовые конструкции. После установки всех свай на них собирается ростверк или укладывается балка, необходимая для того, чтобы связать всю конструкцию воедино.
->
геодезию будем заказывать в ближайшее свайный, но вроде дорого…но если привести пример на колодце — то первое кольцо земля, со 2 по 4 глина, а с 5 пошли земля камни и вода — нам даже не советовали туда ничего сыпать -вода чистая…сейчас на участке есть дачный дом 6*6, под ним погреб — весной полный воды, он не очень глубокий…хотим нанимать рабочих под контролем своего человека, который сам может от фундамента под крышу…просто одному тяжело..а фирмы что-то цены ломят- в голове не укладывается…уже готовы параметры дома уменьшить до 9.0*9.0, все равно индивидуальный будет…а про теплоблоки не знаете — лучше газо-пено-блоков?
Высокие грунтовые воды: фундамент столбчатый
Устройство фундамента при высоком уровне грунтовых вод – это самый важный вопрос, возникающий при строительстве подземной части здания. Он требует правильного ответа, от которого будет зависеть не только комфортность эксплуатации, но и долговечность постройки.
Здесь очень много критериев, которые необходимо учитывать при самостоятельном подборе типа фундамента, и мы постараемся их подробно изложить. Справиться с этой задачей вам поможет и видео в этой статье на тему: «Высокий уровень грунтовых вод: какой фундамент сделать?».
Как решить проблему пучинистых почв
Существует масса способов, которые позволят понизить уровень пучения почвы. Рассмотрим самые распространенные.
Замена грунта
Замена пучинистого грунта считается наиболее трудозатратным и дорогостоящим процессом, так как предполагается полное удаление почвы, находящейся на месте будущей постройки. После этого засыпается новая земля или крупнозернистый песок и гравий, и фундамент укладывается на непучинистую почву.
Утяжеление здания
Чем меньше вес постройки, тем больше вероятность того, что на нее будет оказывать давление земля, разбухающая в холодное время года. Чтобы этого не происходило, рекомендуется возводить более массивные постройки. Однако, это также ведет к серьезным финансовым затратам.
Возведение плитного фундамента
Придать дополнительный вес зданию и предотвратить давление грунта можно установив в качестве основания для дома плитный фундамент. Цельная монолитная плита высотой более 20 см, заглубленная в землю будет подвергаться силам морозного пучения, однако в этом случае она просто равномерно приподнимется зимой и займет исходное положение, когда температура воздуха повысится.
Технически построить плитный фундамент не сложно (трудности могут возникнуть только на этапе армирования), тем не менее, такая основа тоже обойдется недешево.
Установка свайного фундамента
Если вы хотите обойтись малой кровью, то дешевле всего будет установить свайный фундамент. Однако стоит учитывать, что подобные конструкции подходят только для домов небольшого веса (каркасных, сооружений из сип-панелей и так далее).
В качестве фундаментального основания подойдут:
- винтовые сваи, которые вкручиваются в почву чуть ниже уровня промерзания;
- армированные конструкции (в этом случае необходимо подготовить скважины и установить в них стержни, обмотанные рубероидом и металлическим каркасом).
После установки свай, элементы соединяются при помощи распределяющих нагрузку плит или балок (ростверка), которые укладываются по периметру будущей постройки и утепляются пенопластом или пенополистиролом.
Некоторые строители возводят на пучинистых почвах кирпичные столбчатые конструкции высотой до 60 см и заглубляют их примерно на 15 см, однако такие основания подходят только для беседок, летних кухонь и прочих сооружений, не предназначенных для проживания.
Постоянное отопление дома
Если сравнивать температуру почвы, расположенной под отапливаемым и неотапливаемым домом, то в первом случае она будет выше почти на 20%. Соответственно, если в здании круглогодично будут проживать люди и постройка будет отапливаемой, то сила пучения сведется к минимуму.
Дренаж грунта
Чтобы предотвратить распирание почвы, можно снизить содержание воды в земле. Для этого необходимо соорудить дренажный колодец, который будет находиться на некотором отдалении от постройки. Чтобы построить такую систему необходимо:
- Вырыть траншею вокруг дома.
- Заложить в нее трубы с небольшими отверстиями по бокам. Чтобы вода от дома отводилась самотеком, необходимо укладывать трубы под небольшим уклоном по направлению к дренажному колодцу. Соответственно, чем ближе к колодцу расположен трубопровод, тем глубже он закладывается.
- Обсыпать трубы гравием и покрыть геотекстилем.
Теплоизоляция грунта
Чтобы снизить пучинистость грунта, можно возвести отмостку. Обычно такая конструкция изготавливается по периметру постройки для того, чтобы защищать фундаментальное основание от дождевых вод. Но, если произвести более мощную теплоизоляцию отмостки, можно будет снизить уровень расширения земли в зимний период.
Чтобы изготовить утепленную отмостку, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- Ширина отмостки должны быть на 1-1,5 м больше ширины промерзания грунта.
- В качестве основы для отмостки рекомендуется использовать песок, который тщательно трамбуется и проливается водой.
- На песок укладывается пенополистирол или любой другой утеплитель слоем около 10 см.
- Сверху укладывается гидроизоляция (рубероид).
- На гидроизоляционный слой укладывается щебень и все заливается бетоном.
- Перед бетонированием рекомендуется выполнить армирование стальной сеткой диаметром 4 мм и размером ячеек 15 х 15 мм.
Определение степени пучинистости грунтов
Наиболее достоверные данные о степени пучинистости грунтов могут быть получены на основе испытаний на площадке строительства.
При отсутствии опытных данных, степень пучинистости грунта в месте строительства допускается определять по физическим характеристикам грунтов, установленным при лабораторных испытаниях — типу грунта и его разновидности, уровню подземных вод и пластичности грунта (показателю текучести).
При самостоятельной оценке степени пучинистости грунта, во избежание ошибок в выборе конструкции фундамента, рекомендуется принимать наиболее неблагоприятные грунтовые условия.
Для этого используем следующий метод оценки:
1. В непосредственной близости от пятна застройки здания копаем один — два шурфа глубиной не менее 1,5 м. Визуально определяем тип грунта (песчаный или глинистый). Для определения типа грунта в домашних условиях можно порекомендовать такой простой тест: небольшую порцию грунта обильно смачивают водой, затем из полученной массы между ладоней рук скатывают жгут и загибают в кольцо. Из песка жгут скатать не получится. Кольцо из супеси рассыпается на мелкие фрагменты, из суглинка на 2 — 3 части, из глины — кольцо остается целым.
2. Осенью (не раньше августа) определяем уровень подземных вод (УПВ) следующими способами:
Узнаем, есть ли поблизости колодцы, скважины, котлованы и на какой глубине стоит вода в них. Как место расположения колодца, скважины соотносится по высоте с Вашим участком, выше или ниже его? Насколько? Простые вычисления могут позволить Вам определить этот УПВ.
Уточняем у соседей, если они есть по близости — есть ли у них подвалы, сухо ли там, если есть вода, то когда она появляется и как опять же это соотносится с вашим участком.
Для точного определения, можно просто откопать шурф глубиной 1,5-2 м. Если вода в шурфе не появилась, то на дне шурфа бурят скважину садовым буром еще на 1,5 м. Если появилась вода, замеряют расстояние от поверхности грунта до уровня залегания подземных вод. Это и будет УПВ.
3. Расчитываем Z — глубину залегания уровня грунтовых вод, считая от подошвы слоя сезонного промерзания грунта под фундаментом. Для этого из полученной величины УПВ вычитаем расчётную глубину промерзания грунта.
Например:
На участке УПВ=2,4 м.
Расчетная глубина промерзания грунта под фундаментом дома — 0,7 м. (пример расчета здесь).
Тогда, величина Z=2,4 м. — 0,7 м. = 1,7 м.
3. Определяем условия увлажнения грунтов по виду рельефа — таблица 1.
4. По таблице 1., зная степень влажности и величину Z, определяем степень пучинистости грунта на площадке строительства.
Таблица 1. Определение степени пучинистости грунта.
| Увлажнение грунта | Значение Z, м | Степень пучинистости грунта | ||
| Условия увлажнения по виду рельефа | Степень влажности | Глинистый | Песчаный | |
| Сухие участки — возвышенности, всхолмленные места, водораздельные плато. | Грунты сухие — увлажняются только за счет атмосферных осадков. | > 2 | > 1 | Слабо пучинистый |
| Сухие участки — слабо всхолмленные места, равнины, пологие склоны с затяжным уклоном. | Грунты влажные — увлажняются за счет атмосферных осадков и верховодки, частично подземными водами. | > 1,5 | > 0,5 | Средне пучинистый |
| Мокрые участки — пониженные равнины, котловины, межсклоновые низины, заболоченные места. | Грунты влагонасыщенные — увлажняются за счет атмосферных осадков и подземных вод, в том числе верховодки. | < 1,5 | < 0,5 | Сильно пучинистый |
Степень пучинистости грунта определяется по худшему из двух показателей — степени влажности или значению Z.
Например, имеем на участке грунт глинистый, по условиям рельефа определяем степень влажности — грунты сухие. По этому показателю грунт вроде бы можно отнести к слабопучинистому. Но величина Z=1,7 м. (1,7>1,5), и по этому параметру грунт на участке следует отнести к среднепучинистому.
Товары для строительства и ремонта
⇆
В этих же условиях, но при Z=2,5 м. (>2) — этот же грунт будет слабопучинистым.
Эта оценка грунта будет весьма приблизительной — степень пучинистости для некоторых разновидностей грунтов будет смещена в неблагоприятную сторону.
Откуда берутся подземные воды и что такое верховодка читайте в статье «Подземные воды, верховодка и фундамент».
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 домаПучение — это 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.
Армирование и вязка
Арматура необходима для усиления ленты и компенсации осевых растягивающих усилий. Лента неустойчива на изгиб, а нагрузки пучения проявляются именно таким образом, поэтому создание армпояса является важнейшим этапом.
Основные функции выполняют горизонтальные стержни. Они размещаются на глубине 2-5 см от поверхности бетона. Для поддержки их в необходимом положении до момента заливки применяется вертикальная арматура — хомуты, предназначенные для фиксации положения стержней в составе пространственной решетки.
Рабочие стержни имеют толщину 12-16 мм, вспомогательные — 6-8 мм.
Сборка каркаса производится методом вязки мягкой стальной проволокой. Выполняются скрутки, образованные кусками проволоки длиной 25-30 см, сложенными пополам. Проволока обхватывает соединение прутков и скручивается на 4-6 оборота с помощь. специального крючка.
Такой способ прост и не требует использования специального оборудования.
Нормы для размеров
Самым распространенным и надежным для грунтов МПГ вариантом отмостки — это монолитный бетон. Действующими нормами предусматриваются 2 типовых размера конструкции по ширине, которая зависит от грунта:
- на не пучинистой глине от 0,70 м;
- на пучинистой почве от 1 м.
Для просадочного грунта предъявляются более высокие требования по ширине:
- для первого типа просадочности — свыше 1,5 м;
- для второго типа просадочности — свыше 2 м.
В обоих случаях отмостку делают шире котлованных пазух на 0,45 м.
Угол уклона отмостки нормируется в диапазоне от 1 до 10%, но для пучинистой почвы минимальный угол составляет 5,0%. При этом нижний край отмостки обязан быть выше «0»- уровня земли на 50 мм.
Правильный пирог
В данный момент существуют много отлично зарекомендовавших себя строительных пирогов отмостки и на пучинистом, и на не пучинистом грунте.
Для того чтобы создать правильный пирог отмостки на пучинистых почвах, необходимо:
- Выполнить замену слоев МПГ на непучинистый.
- Исключить глину из траншеи, чтобы она не удерживала воду в пироге.
- Укрупнить фракции песка через добавления слоя щебня, чтобы не происходил застой влаги и она, не задерживаясь, просачивалась в нижние слои.
- Выполнить систему для дренажа подпочвенных слоев, чтобы отводить влагу из пирога.
- Выполнить теплозащиту, чтобы при минусовых температурах атмосферного воздуха, лед не достигал пучинистого грунта.
Правильный пирог для разных грунтов:
| Пучинистый грунт толщина пирога от 450 до 700 см | Глина толщина пирога от 200 до 400 см |
| Гидроизоляция | Гидроизоляция |
| Песок, слой 0,15 м | Песок, слой 0,15 м |
| Пеноплекс или экструдированный пенополистирол | |
| Геотекстиль для торфяных грунтов | Асфальт либо тротуарная плитка, слой 0,10 м |
| Щебенка, фракция 30 мм, слой 0,10 м | |
| Песок, слой 0,15 м | |
| Железобетон, слой 0,12 м |
Факторы, влияющие на пучение
Не стоит полагать, что ущерб от пучения грунта несколько преувеличен. Чтобы понять насколько серьезно обстоят дела, необходимо более подробно рассмотреть такой процесс. Итак, пучение грунта происходит неоднородно, и в первую очередь это обусловлено перепадами высот поверхности земли. Они преимущественно наблюдаются весной, когда сторона дома, которая стоит на южной стороне, обогревается, а также увлажняется весенней капелью намного быстрее и лучше. Ближе к вечеру температура начинает падать, к этому времени грунт уже успевает поглотить большое количество талой воды, которая в нем превращается в пласт льда.
Его масса может достигать нескольких сотен кг, а этого вполне достаточно, чтобы поднять часть фундамента на определенную высоту. Весь этот процесс происходит в течение ночи. Днем, когда температура вновь повышается, вода в грунте начинает оттаивать. В результате этого фундамент начинает проседать, при этом в почву опять попадает большое количество воды, которая в последующем кристаллизуется. И такой процесс происходит из-за дня в день до тех пор, пока температура воздуха не нормализуется, то есть не наступит тепло.
Схема закладки фундамента в промерзающем грунте.
При этом следует отметить, что процесс пучения может наблюдаться не только в весеннее время, если воды залегают недалеко от поверхности земли, то подобное явление происходит и зимой. В итоге последствия от него возникают еще более серьезные.
Кроме того, ущерб от пучения грунта зависит и от того, какое в нем присутствует соотношение связанной и свободной воды. В каждом виде почвы оно различное. Так, если она представлена слоями песка, то связной воды в них будет наблюдаться минимальное количество. А значит, сильного негативного влияния на строение пучение не окажет. Тогда как в таких типах грунта, как супесь, суглинок или глина, ситуация наблюдается обратная. В них присутствует большое количество связной воды. Поэтому в них наблюдается сильная миграция влаги. При промерзании таких грунтов урон от пучения для строений наблюдается очень серьезный. Деформация может составлять до десятков сантиметров.
Помимо соотношения связной и свободной воды на интенсивность пучения влияют и другие факторы, среди которых:
Схема монтажа дренажной системы фундамента.
- суровость и продолжительность зимы;
- средняя толщина снежного покрова;
- состав грунта;
- количество сезонных осадков;
- влажность воздуха;
- рельеф местности;
- наличие растительного покрова;
- глубина залегания вод, находящихся поз землей;
- расположение местности относительно юга.
Поскольку пучения могут нанести серьезный урон строению, то рекомендуется возводить его фундамент ниже глубины промерзания грунта. Ее величина зависит напрямую от местности, где будет строиться жилище. Ориентировочная глубина промерзания грунта по городам следующая:
- Ставрополь и Нальчик — 70 см.
- Сургут, Нижневартовск, Воркута и Салехард — 240 см.
- Петропавловск и Тобольск — 210 см.
- Новосибирск и Омск — 220 см.
- Днепропетровск, Ростов, Минск и Киев — 90 см.
- Кустанай и Курган — 200 см.
- Уральск и Самара -160 см.
- Одесса, Львов и Севастополь — 70 см.
- Челябинск, Екатеринбург и Пермь — 190 см.
- Уфа и Оренбург -180 см.
- Николаев, Симферополь и Краснодар — 80 см.
- Казань, Киров, Ижевск и Ульяновск — 170 см.
- Пенза, Саратов, Вологда и Кострома — 150 см.
- Тверь, Санкт-Петербург, Воронеж, Тамбов, Тула, Новгород, Москва, Рязань и Ярославль — 140 см.
- Астрахань и Псков — 110 см.
- Курск, Волгоград и Смоленск — 120 см.
- Курск, Харьков, Калининград и Белгород — 100 см.
Следует сказать о том, что средиземная влажность, которая присутствует у грунта, является решающим фактором. Она в большей степени влияет на силу пучения. При этом плотность нижних слоев почвы тоже играет существенную роль. Чем она выше, тем меньше будет наблюдаться деформация у строения, и наоборот, чем она ниже, тем сильнее будет происходить пучение грунта.
Классификация и виды
Любая почва при увлажнении уплотняется и проседает. Обилие влаги на глубине промерзает, что приводит к деформации. При самостоятельном возведении конструкции надо провести гидрогеологические исследования, которые помогут определить тип грунта.
Вид почвы уточняют по ГОСТУ. По степени пучения делят на 5 групп:
- Непучинистые. Включает твердые и песчаные (пылеватые) грунты, крупный гравий.
- Слабопучинистые. Полутвердая глинистая земля с мелкими песчаными включениями. Участки расположены на холмах и возвышенностях, увлажнение происходит за счет атмосферных осадков.
- Среднепучинистые. Тугопластичная глина и насыщенные влагой пылеватые почвы встречается в равнинах с затяжными склонами. Орошение осуществляется дождями, таянием снега и притоком подземных источников.
- Сильнопучинистые. Участки на болоте, в тундре и вся земля, напитанная влагой
- Чрезмернопучинистые. Мягкий пластичный грунт, который находится в окружении воды.
Непучинистый грунт не изменяет объем и характеристики при замерзании и оттаивании. К категории относят почву, в которой нет влаги или присутствует незначительное включение воды. Монолитные скалистые породы не трансформируются на холоде, поэтому при возведении конструкций не возникнет проблем. Массивы не впитывают воду, не проседают и выдерживают вес габаритных строений. Часто состоят из крупных горных кусков, смешанных с песком.
Пучинистые и непучинистые почвыИсточник gidfundament.ru
Сквозь хрящеватые (насыпные) виды жидкость проходит быстро, не задерживаясь и не изменяясь. Благодаря содержанию гравия и крупных частиц плохо размывается. При правильной подготовке участка масса обеспечит устойчивость к пучению.
Глинистые виды состоят из крохотных элементов, которые сильно впитывают воду. Строения на таких поверхностях быстро просаживаются, а при замерзании влага превращается в лед. В чистом виде сырье очень пластичное и мягкое. Суглинок на 20-30% состоит из основного вещества, супесь – 10%, остальное – добавки.
Песчаные виды классифицируют по размеру частиц. Из-за высокой капиллярной активности мелкого песка вода хорошо поднимается и сохраняется, как в промокашке. На уровень влияют не только подземные воды, но и тающий снег и дождь. Материал может удерживать влагу на глубине от 1,5 до 5 м, что при сильном холоде приводит к промерзанию и пучению.
Опасными считают плывуны, которые не подходят для возведения зданий любой сложности. Из-за высокой насыщенности водой участок быстро леденеет и вспучивается. После наступления теплой погоды почва размокает. Виды встречаются в заболоченных областях.
Проблемный участок под строительствоИсточник gidfundament.ru
Процесс затвердения грунта осуществляется сверху вниз. Скорость опускания границы между мокрой и замерзшей землей зависит от погоды. Проникшая в глину жидкость леденеет, выдавливая себя в верхние ярусы почвы. Крупнозернистые виды гальки и песка не сопротивляются, поэтому вода легко уходит и не провоцирует вытеснение.
Пучинистые явления часто уменьшают от веса конструкции. Основание фундамента сильно давит на грунтовый слой, что приводит к уплотнению и снижению удерживающих свойств. Чем крупнее строение, тем больше плотность и меньше степень оледенения.
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.
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.
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.
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).
