Непросадочный грунт это какой
Перейти к содержимому

Непросадочный грунт это какой

  • автор:

Просадочные грунты

Просадка грунта – это процесс коренного изменения плотности грунта, в определенных местах или на общей площади, причиной которого является избыточное увлажнение вследствие обильных дождей или ошибках сделанных при расчете несущей способности фундамента.

Просадка и ее воздействие

К просадочным грунтам относят те, что имеют неустойчивую физико-механическую форму (наличие большой пористости). Такой грунт имеет высокую пористость, которая при воздействии на него давления или повешенной увлажненности, изменяет свою плотность. Высокую пористость имеет грунт лессы и лессовидные суглинки. Пористость такого грунта составляет до 50%, большая часть грунта имеет пылевидные частицы. Такой грунт в нормальных условиях имеет очень маленькую влажность, поэтому под воздействием дополнительной влаги значительно изменяет свою структуру. Также лессы насыщены карбонаты, которые легко растворимы в воде, что нарушает целость грунта.

При определении уровня просадки выделяют два основных типа:

  • просадка только от нагрузки объекта;
  • просадка и от нагрузки, и от собственного веса грунта.

Основная проблема – это не однородность грунта и поэтому проведение расчетов по просадочности необходимо проводить на всей площади как вдоль, так и в глубину. Только с определением показателей по каждому слою можно определить вид фундамента и рассчитать его размеры и глубину закладки.

За счет большого опыта изыскательных работ наша компания проводит все необходимые исследования и самостоятельно определяет необходимые условия строительства фундамента на просадочных грунтах.

В первую очередь определяется относительная просадочность – физико-механическое изменение грунта при увеличении влажности под воздействием нагрузки и собственного веса грунта.

А также расчеты эпюра давления и интерполяция, как основные показатели определяющие условия для возведения фундамента.

Опасность строительства на просадочном грунте заключается в первую очередь в безопасность эксплуатации здания. При просадке возникает изменение надежности опор (изменение уровня на одном или нескольких участках), что нарушает целостность фундамента из-за перелома линии фронта. Такое воздействие на фундамент влечет изменение во всех элементах здания, которые построены на фундаменте. Так стены здания из-за неровности опоры начинают разрушаться, появляются трещины. Возможен обвал одной из частей конструкции или здания в целом.

Просадочными называют пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании дают просадку (дополни­тельную вертикальную деформацию) с величиной относительной де­формации esl 0,01. В отличие от обычной осадки, просадка приводит к коренному изменению структуры фунта.

Просадка свойственна, прежде всего, лессовым суглинкам и су­песям. Лишь в отдельных случаях она может возникать в пылеватых песках с высокой структурной прочностью, а также в некоторых тех­ногенных грунтах (отходы промышленного производства, насыпные грунты и др.).

Значение лессовых грунтов в строительной практике трудно переоценить. Занимая огромные площади (как правило, в районах наиболее обжитых и густонаселенных), они нередко служат причиной недопустимых деформаций зданий и сооружений. Во многих случаях это связано с недостаточным учетом их специфических особенностей и в первую очередь — просадочности.

Проектирование фундамента на просадочных грунтах

Для закладки фундамента требуется проведение целого ряда работ, которые включают:

  • проведение инженерно-геологических исследований для определения условий просадки и свойств грунтов;
  • прорабатываются все варианты устранения воздействия условий просадочности грунтов, возможность прорезки всей толщи неустойчивых пород грунта, необходимые работы по гидроизоляции;
  • определяется необходимые размер и глубина заложения фундамента;
  • рассчитывается возможная просадка фундамента;
  • при необходимости определяются параметры искусственной опоры;
  • осуществляется итоговый комплексный расчет фундамента;
  • утверждается тип и размеры фундамента.

При проведении инженерно-геологического исследования самым главным является определить просадочные особенности грунта, на котором будет производиться строительство.

При определении необходимых мер устранения избыточной просадки учитывают возможность прорезки всего слоя просадки. В таком случаи стоимость фундамента возрастает, однако возможна компенсация за счет сокращения затрат на искусственное основание и средства гидроизоляции.

Такая закладка фундамента не осложнена дополнительными проблемами с использованием особо сложных машин. Разработка котлованов осуществляется обычными землеройными машинами.

Лёссовые (нем. loss — рыхлый, несвязный) грунты имеют ши­рокое распространение в мире, особенно в Европе и Азии, занимая площадь около 13 млн км 2 . Почти сплошным покровом лессовые породы лежат на большей части территории юга европейской части России (Нижний Дон, Предкавказье, Заволжье и др.), а также на юге Западной Сибири и в ряде других степных районов.

Значительные площади заняты ими на юге Украины, в восточном Закавказье, в Молдове, Восточной Европе, в Китае, Средней Азии, Монголии и во многих других районах мира.

Среди лессовых отложений различают типичный лесс, преимущес­твенно эолового (ветрового) происхождения, и лессовидные суглинки (переотложенные первичные образования). Резкую границу между ними проводить затруднительно, поэтому в инженерно-геологических целях их обычно объединяют единым термином «лессовые породы» или «лессовые грунты».

Условия залегания лессовых пород достаточно однообразны. Неза­висимо от гипсометрического положения отдельных положительных форм рельефа, они покрывают плоские водоразделы, их склоны, поверхность высоких террас и т. д.

Мощность лессовых толщ изменяется от первых метров (в северной части зоны их распространения) до 20-30 м в южных районах нашей страны, реже до 80 м и более (юго-восточная часть Предкавказья, Западная Сибирь). В мире известны районы, где мощность лессовой толщи достигает 150-200 м и даже 400 м (лессовое плато в Централь­ном Китае).

По вопросу образования лессовых пород среди ученых-лессоведов существуют различные представления (эоловая гипотеза, криогенная, пролювиальная, аллювиальная и др.). В последнее время известность получила космическая гипотеза, связывающая образование лессовых пород с поступлением на Землю пыли (мелкозема) из космического пространства (Ш. Э. У су паев и др.).

Отличительные признаки лессовых грунтов следующие: 1) желто- бурая и палево-желтая окраска; 2) высокая пылеватость (содержание пылеватой фракции (0,05-0,005 мм) свыше 50% при небольшом ко­личестве глинистых частиц); 3) повышенная пористость (40-55%) с сетью макропор (размером 1-3 мм), видимых невооруженным глазом; 4) невысокая природная влажность (Sr = 0,4-0,5), поэтому лессовый грунт, помещенный в воду, быстро размокает; 5) способность держать вертикальный откос (до 10 м) (рис. 23.4); 6) высокая карбонатность; 7) однородная (неслоистая) текстура, прерываемая прослоями погре­бенной почвы.

По В.А. Обручеву, типичные лессы обладают полным комплексом лессовых черт, у лессовидных пород недостает одной или нескольких лессовых черт.

Лессовые породы отличаются резкой анизотропией фильтрацион­ных свойств, что связано с вертикальной (преимущественно) ориенти­ровкой макропор. С этой их особенностью связано медленное расте­кание в стороны куполов грунтовых вод, нередко формирующихся в лессовой толще на городских территориях, а также достаточно быст­рый подъем уровня грунтовых вод (до 1 м в год) при подтоплении.

Еще одна отличительная особенность лессовых пород — цикличность. Проявляется она в ритмичном чередовании типичных лессов с погребенными почвами и непросадочными лессовидными суглинками.

Минеральный состав лессовых грунтов характеризуется наличием водоустойчивых минералов (кварца, полевых шпатов и др.) — до 50-60%, глинистых (гидрослюды, а также каолинита, монтмориллонита и др.) — до 15-30% и водорастворимых минералов (хлориды, сульфаты, карбонаты и др.) — до 5-15%.

Просадочность лессовых пород обусловлена особенностями их формирования в условиях сухого климата при малой влажности, в результате чего создаются структурные связи, способствующие воз­никновению и сохранению в породе «недоуплотненного состояния» (по Н. Я. Денисову).

Механизм просадки может быть представлен следующим образом. Вода, проникая в маловлажную высокопористую пылеватую лессовую породу, разрушает водонеустойчивые структурные связи, при этом происходит ее доуплотнение, пористость уменьшается и приходит в соответствие с напряженным состоянием. Крупные агрегаты распа­даются, и формируется более плотная упаковка частиц.

Внешне этот процесс выражается в уменьшении объема лессовых пород и неравномерном оседании поверхности земли. На поверхности водоразделов, сложенных лессовыми породами, при увлажнении их атмосферными осадками часто формируются просадочные блюдца размерами до 50-100 м в поперечнике и глубиной от долей метра до 1-2 м.

Несравненно больше просадочные деформации лессовых пород выражены при техногенном замачивании (утечки воды из ороси­тельных каналов, водохранилищ, водонесущих коммуникаций, при интенсивном поливе парков и садов и т. д.)

Начальное просадочное давление (Psl) — это минимальное дав­ление, при котором начинают проявляться просадочные свойства лессовых грунтов. Чем оно ниже, тем грунт считается более проса- дочным.

Величину Psl определяют по тому давлению, при котором относи­тельная просадочность es1 = 0,01. Ее величина колеблется для различ­ных типов лессовых просадочных грунтов от 0,02 до 0,3 МПа.

Определение Psi позволяет установить величину деформируемой зоны, т. е. зоны, в пределах которой происходит просадка грунта от нагрузки фундаментов.

Начальная просадочная влажность (Ws|) — минимальная влаж­ность, при которой проявляются просадочные свойства лессовых грунтов. Ее определяют по результатам лабораторных испытаний как влажность, при которой esl = 0,01.

Согласно СНиП 2.02.01-83*, грунтовые условия строительных площадок, сложенных лессовыми просадочными грунтами, подраз­деляются на два типа:

  • тип — грунтовые условия, в которых просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5 см; просадка возможна в основном от внешней нагрузки.
  • тип — грунтовые условия, в которых, помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

Тип грунтовых условий устанавливают, исходя из величины относительной просадочности грунтов (ssl), числа слоев и мощности каждого просадочного слоя.

Наиболее достоверно I или II тип грунтовых условий определяет­ся путем длительного замачивания опытных котлованов (в течение 1-3 месяцев) и наблюдений за просадкой грунтов с помощью поверх­ностных и глубинных марок.

Устранение просадки грунта

При определении просадки менее 5 см для устранения возможных нарушений устойчивости и разрушения фундамента используют следующие методы:

  • уплотнение с использованием трамбовки – является долговременным и требует использование специализированных машин;
  • создание подушки из не просадочных грунтов – возможность применять только в отдельных случаях, когда слой неплотной породы небольшой;
  • искусственно замачивание грунта, для его естественной просадки – является наиболее дешевым способом, но занимает большой временной период (после проведения увлажнения требуется ожидать ухода воды из верхнего слоя), на результат могут влиять погодные условия;
  • использование водозащитных мероприятий для устранения возможного увлажнения почвы.

При определении типа просадки от собственного веса более 5 см могут использовать один из методов или целый комплекс для предотвращения опасных условий:

  • уплотнение за счет грунтовых свай;
  • проход всего просадочного слоя с использованием свай;
  • уплотнение грунта замачиванием и подрывом грунтовых вод с последующей трамбовкой;
  • возведение фундамента из набивных свай с расширенной пятой;
  • проведение водозащитных мероприятий с уплотнением грунта.

Для закрепления слабого грунта используют такие методы, как: цементация, силикатизация, электросиликатизация.

Цементация представляет собой процесс заполнения проблемных участков жидким раствором с большим соотношением цемента для быстрого закрепления. Буровая машина закручивает перфорированные трубы до необходимой глубины и через них подается раствор. После подъема труб, скважина также заливается, выполняя функцию сваи.

Силикатизация – это процесс фиксация грунта, который содержит большой процент пылевых частиц, составами на основе жидкого стекла. Раствор нагнетается под давлением и закрепляет область в радиусе 0,3-1 м. Такой метод может использоваться как для закрепления отдельных участков, так и для фиксации всего массива. При фиксации всей площади раствор нагнетают в шахматном порядке для закрепления максимальной площади и сокращения расходов. Электросиликатизация отличается наличием постоянного тока в растворе для более быстрого и качественного закрепления грунта.

Наша компания работает во многих регионах страны и проводит все необходимые изыскания для постройки зданий на любых грунтах. Проводимые изыскания подходят для строительства зданий 1, 2, 3 уровней ответственности. Все работы проводятся согласно существующим требованиям к изыскательным работам.

Команда формируется только из опытных сотрудников и лучших выпускников ведущих вузов страны. Опыт работы на рынке инженерно-геологических изысканий гарантирует качество проводимых исследований.

Компания осуществляет индивидуальный подход к каждому клиенту и имеет гибкую ценовую политику. Для постоянных клиентов предусматривается специальная система установления скидок.

Для получения информации и ответов на существующие вопросы позвоните по указанному номеру или закажите обратный звонок. Также Вы всегда можете связаться с нами через электронную почту и получить все полезную информацию в кратчайшие сроки.

Ученые, занимающиеся изучением проблем лесса, разработали несколько концепций. Одна из них гласит, что в определении ключевых параметром лессовых отложений отсутствуют существенные различия. В число таких характеристик входят однородность гранулометрического состава в разрезе и по распространению на крупных территориях.

Как правило, это известковый микроагрегатированный алеврит не слоистого типа. В его состав входит 30-55% пылевых частиц, а пористость варьируется от 40% до 45%. Дополнительными свойствами служат небольшая концентрация легкорастворимых солей и устойчивость к удержанию вертикальной стенки в обнажениях. Алеврит считается просадочным при увлажнении, горизонтально залегающим, нередко с вкрапления погребенной почвы.

В плане генетической интерпретации признаков и свойств лессов складывается иная ситуация. По этому вопросу существуют противоположные точки зрения. Это подтверждает недостаточную изученность проблемы, а также отсутствие четких критериев генетического характера для интерпретации конкретных характеристик лессов.

Самым показательным моментом в этом отношении можно считать разницу в определении гранулометрического состава отложений.

Начало формирования лессовых покровов пришлось на холодные эпохи Нео плестотена. Появление отложений стало результатом осаждения атмосферной пыли.

После наступления максимального похолодания и оледенения циркуляция в атмосфере активизировалась. Это спровоцировало насыщение ее пылью, концентрация которой была в 30 раз больше, чем в межледниковом периоде. Даже холодные интервалы гренландского и антарктического кернов обогащались пылевыми частицами. В теплый периоды Нео плейстоцена процесс выпадения пыли замедлялся или вовсе прекращался. На поверхности происходило формирование почв. Так впервые появились лессово-почвенные последовательные напластования. Они рассматриваются как весьма значимые природные комплексы в плане полноты информации палеоклиматического характера.

Лессовые слои с лессово-почвенной последовательностью начали формироваться в рамках холодной стадии изотопно-кислородной градации. Погребенные почвы – в теплые стадии.

Выявить эоловое происхождение лесса позволяет сопоставление гранулометрического его состава и нынешний эоловых осадков на ледниках, снежниках, прочих поверхностях. Такое сравнение проводятся после пылевых бурь в различных районах.

Ключевая роль в составе накоплений принадлежит первичным частицам крупного алеврита. Диаметр составляет 0,05-0,001 мм, концентрация – 40-50%. Многие исследовательские работы доказывают, что перенос минерального дисперсного состава вызывает дифференциацию частиц по размерам и минералогическим параметрам.

Главное место в составе принадлежит полевым шпатам, кварцу и прочим легким минералам. Но здесь содержатся и тяжелые минералы.

В атмосферную пыль, перемещаемую на значительные расстояния, входят частицы, разные по минеральному составу и размерам. Это относится и к тяжелым минералам. Для них характерны поли дисперсность и поли минеральность, преобладают частицы 0,05-0,01 мм. Тяжелые минералы концентрируются в основном во фракциях с частицами таких размеров.

Кварц является самым устойчивым минералом. Он тяготеет к крупным гранулометрическим фракциям.

На Восточно-Европейской равнине лессовые образования становятся более мощными в направлении от севера к югу. Их строение при этом усложняется.На севере, на территории Больше земельской тундры, мощность первичных не пере отложенных суглинков составляет 1,5-1,8 м. Для них характерно отсутствие слоев погребенных почв и один ярус. К югу толщина возрастает до 5-8 и, а затем – до 10 и больше.

Одновременно появляется многоярусное строение толщи. Рост мощности приводит к усложнению строения, появлению множества погребенных почв. Именно поэтому выделена лессово-почвенная формация или последовательность.

Чередование лессовых горизонтов с погребенными почвами осложняется наличием горизонталей криогенных структур. Это называется псевдофимозом по жильному льду и изначально-грунтовыми клиньями. Некоторые ученые считают такие накопления лессово-почвенно-криогенной формацией (4.5.21). Она формировалась под влиянием палеографических факторов, действовавших во времена развития внеледниковой зоны на Восточно-Европейской равнине. Это проявилось чередованием на данной территории лессовых накоплений, появлении мерзлотных структур в холодные стадии палеографического развития и почвообразования – в теплые.

В результате лесс стали рассматривать в качестве феномена ледниковых холодных эпох, формировавшегося на фоне синхронного развития аккумуляции в основном воздушным путем. Речь идет о преимущественно алевритовой массе минерального типа, а также ее преобразованиях под комплексным воздействием синлитогенного аридного почвообразования наравне с морозным выветриванием.

Вместе с тем остается некоторая неопределенность в части определяющего фактора формирования алевритовой массы лесса из минеральных компонентов. В качестве ключевых факторов исследователи называют эоловую аккумуляцию и морозное выветривание. Остается актуальным вопрос об их соотношении в рамках стадиальной последовательности в литогенезе.

Многие ученые убеждены, что выдержанность лессово-почвенных формирований в пространственном плане на территории междуречий и их существенная мощность, достигающая десятков метро, явно свидетельствуют о ключевой роли золовой аккумуляции в накоплении однородных алевритовых лессовых горизонтов.

Но существуют данные, вызывающие сомнения в объективности описанной картины залегания почвенно-лесовых формирований. Изучение сведений по условиям залегания таких серий и крупные обобщения (9.19,20,21) позволяют сделать вывод о другой закономерности. Она заключается в том, что на волнорезных территориях Восточно-Европейской равнины и в южной части Западно-Сибирской низменности мощность лессовых формирований варьируется в пределах 1,5-2 и до 80 мм и даже больше. Мощные породы лесса относятся к понижениям до лессового рельефа.

На каждом этапе появления лессовых отложений важнейшими факторами служат процессы криогенного характера. Это относится к криогенному выветриванию, солифлю́кции, криогенному крипу, морозобойному растрескиванию . Под действием таких факторов появляются первичные жилы в грунте. Во времена потеплений они вытаивают и становятся псевдоморофозами. В рамках плейстоцена происходит чередование крио-хронов и соответствующих им стадий мерзлотного литогенеза, в которыми увязаны этапы почвообразования. В итоге формируются почвенно-лессовые серии.

В ряде научных трудов содержатся доказательства ведущей роли криогенных процессов в появлении лессовидных отложений в криолитозоне. Это относится и к толще ледовых комплексов в Центральной и северной Якутии. Доказательства криогенной природы минерального компонента таких отложений заключаются в двух литологических критериях, указанных выше. Он дают возможность оценивать степень воздействия процессов криогенного характера на формирование лессовидных толщ в современной криолитозоне. Эти же критерии открывают возможности анализа минерального вещества в лессовых толщах.

Типичные лессы отличаются высокой карбонатностью. С этим связаны специфические параметры пород: просадочность при замачивании и способность к удерживанию вертикальной стенки. Определенные вопросы вызывают источники карбонатов. В литературе можно найти немало точек зрения по этому поводу, их проанализировал в своей работе Н.М Кригер. Максимально близкими к пониманию данной проблемы представляются ученые, рассматривающие в качестве источника карбонатов в лессах исходные материнские породы. Их минеральное вещество стало основой формирования лессового состава. Данное мнение подтверждается присутствием в лессах и первичных обломочных, и вторичных хемогенных карбонатов. Это вполне закономерно, судя по анализу обобщающих фундаментальных работ (19,20).

Процессы изменения первичных карбонатов в материнских породах заключаются в растворении и миграции гидрокарбонатных растворов. А.Г.Черняховский подробно описал эти процессы и осаждение вторичных карбонатов на современных этапах лессо образования на территории высокогорных степей внутреннего Тянь-Шаня. Аналогичные процессы происходили на стадии формирования лессов в пределах пери гляциальной зоны криохроны плейстоцена. Немаловажную роль играли и криогенные процессы.

Исходя из таблицы 1, в связи с неоднократным промерзанием и оттаиванием в увлажненном состоянии наблюдается почти полная дезинтеграция первоначальных зерен карбоната. Из частиц размерами 0,25-0,1 мм получаются тонкие пылеватые и глинистые частички в 0,0005-0,001 мм. Из-за этого процесса скорость растворения первичного карбоната в природных условиях заметно увеличивалась.

А. Г. Черняховский отмечает, что в районах современного лессового образования климат достаточно суровый. Зимой здесь фиксируются температуры до минус 38-40 градусов, летом – до плюс 30. В летнее время нередки заморозки по ночам. Тогда на озерах появляется лед толщиной около 1,5 см. Для заболоченных участков характерна вечная мерзлота. На остальной территории проявляется кратковременное и сезонное промерзание, которое запускает дезинтеграцию коренных пород. Это касается и разрушения в них зерна карбонатов до состояния порошка. Из-за этого карбонаты растворяются быстрее.

В лессах на Восточно-Европейской равнины и юга Западной Сибири концентрация карбонатов равна 15-20%. Колебания показателей происходят только в вертикальном профиле лессов в зависимости от погребенных почв. Они наблюдаются и в пространстве. Б.Б. Полынов говорил о геоморфологической локализации лесса как о карбонатной аккумулятивной коре выветривания, покрывающей склоны выше коры выветривания хлоридно-сульфатного типа и ниже зоны с сиалитным выветриванием. Такую закономерность ученый установил для горных массивов Кентея1 и Хангая2.

Обобщающий труд Н.И. Кригера содержит примеры зависимости концентрации СаСО3 от рельефа горных и равнинных территорий. Но данных пока недостаточно, необходимо дальнейшее исследование проблемы. Криогенные процессы вызывали дезинтеграцию карбонатов то тонко-дисперсных составов и способствовали их растворению. Они же обеспечили формирование определенных генераций аутогенных карбонатов, выпадающих из растворов при промерзании лессовидного осадка. Такая ситуация характерна для синкриогенных плейстоценовых пластов в северной Якутии.

Исследователи считают, что типичный карбонатный лес формировался в плейстоценовых преигляциальных зонах холодной степи. На гидротермический режим в значительной степени влияли мерзлотные процессы, чередование промерзания с оттаиванием. Становится возможным движение кальциевых растворов в почвенных и грунтовых водах, а также его выпадение в виде вторичных карбонатов. В голоцене сохранилась карбонатность лессов. Это связано с расположением северной границы лессов вблизи северной границы лесостепи и степи. Плейстоценовые погребенные почвы в сеимаридных зонах приближены к современным почвам в мсемиаридных зонах севернее данной границы. В перигляциальной зоне существуют более гумидные условия, поэтому здесь присутствуют слабо карбонатные или некарбонатные лессы с более интенсивными процессами выщелачивания.

Гидроморфные условия рельефных понижений способствовали аккумуляции в лессах вторичных карбонатов во времена холодных стадий формирования последовательности лессово-почвенных структур. При некотором потеплении и замедленном поступлении криогенного мелкозема почвы частично либо полностью выщелачивались. Одновременно уничтожался криогенный вид распределения кварца полевых шпатов в рамках гранулометрического спектра.

Существуют критерии литологического характера. Это коэффициенты криогенной контрастности и тяжелой фракции. Они дают возможность различить генетическую природу гранулометрической составляющей лессов. Соответственно, можно выяснить, являются ли они продуктами эоловой седиментации либо криогенного выветривания.

Изучение генетической природы лессов с использованием данного критерия на различных территориях, где сохраняются все признаки плейстоценовых зон, помогло выявить криогенную природу минеральных компонентов таких отложений.

Исследование параметров по данным критериям в отношении типичных карбонатных лессов не получило широкого распространения. Однако данные, приведенные в статье и касающиеся состава лессов в разных районах, подтверждают их криогенную природу. Необходимо продолжение исследований с учетом методических позиций, предлагаемых в статье. Это нужно для выявления ареалов криогенной, седиментогенной и эоловой природы минералов.

Грунтовые основания: проектирование без ошибок и без чрезмерных запасов прочности

c4df88a10ac9daf4cfe03400a3dca424.jpg

Среди специфических грунтов особую категорию составляют лессовые просадочные грунты. Просадочные грунты почти сплошным покровом лежат на большей части территории юга европейской части России (Нижний Дон, Предкавказье, Заволжье и др.), а также на юге Западной Сибири и в ряде других степных районов.

8d19b5813c1ab447f5458d146a9c3500.png

Просадочные грунты (рис.1) отличаются от грунтов непросадочных лишь тем, что они пронизаны макропорами, по которым поверхностные и грунтовые воды свободно перемещаются во всех направлениях. Находясь в напряженном состоянии от веса зданий и/или собственного веса при замачивании водой, просадочные грунты дают дополнительные осадки, называемыми просадками.

Механизм просадки может быть представлен следующим обра­зом. Вода, проникая в маловлажную высокопористую лессовую породу, разрушает водонеустойчивые структурные свя­зи, при этом происходит ее доуплотнение, плотность увеличивается и приходит в соответствие с напряженным состоянием.

В практике строительства часты случаи, когда здания, просуществовавшие значительное количество лет на лёссовом основании без деформаций, вдруг внезапно начинали разрушаться (рис.2). Причина – непреднамеренное замачивание лесса, отсюда и его неравномерная просадка.

e0c6be554e28b424aed3d8952c390bcf.png

Замачивание основания — это случайное событие. Оно может происходить в результате утечек из водонесущих инженерных сетей, технологических устройств, поступления атмосферных вод, подъема уровня грунтовых вод и по другим причинам, но Строительные Правила требуют, чтобы любые атаки грунтовых вод на грунтовые основания не нарушали штатный режим эксплуатации зданий.

О том, что здание будет возводиться на просадочном основании, проектировщик узнает из Технического отчета об инженерно-геологических изысканиях площадки проектируемого строительства. Целью изысканий является построение инженерно-геологической модели основания для разработки проекта, но Технический отчет не является документом, цифровая и графическая информация которого достоверны. В этом легко убедиться, если сделать заказ на выполнение еще одного или двух дополнительных независимых в исполнении Технических отчетов по застраиваемой площадке. Результаты Технических отчетов, и качественные и количественные, всегда будут разные, и порой разные существенно.

Проектировщик не может заранее знать о направлении и силе воздействия грунтовых вод на подфундаментные грунты, поэтому в его проекте отсутствуют расчеты с точным прогнозом возможного деформирования здания, а значит и с точным прогнозом усилий в его конструкциях. Эксплуатация зданий по проектам с неточными расчетами чем-то напоминает национальную игру «Русская рулетка».

Избежать ошибок при проектировании и строительстве зданий на просадочных основаниях можно лишь уплотнением просадочных грунтов до непросадочного состояния, то есть уплотнять грунт до такого уровня, чтобы объемный вес скелета грунта pd равнялся или превышал значение 16 кН/м3. Именно при таком значении объемного веса скелета грунта нежелательные макропоры, по экспериментальным данным, будут находиться в сплющенном, водонепроницаемом состоянии.

d0accad92e62347ddef5754a67d4d6d7.png

Для решения задач по сплющиванию вредоносных макропор иногда применяется технология уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками (рис.3). Уплотнение грунтов осуществляется с поверхностей дна котлована путем свободного сбрасывания тяжелых трамбовок, массой 2-7 т, на уплотняемую площадь. Уплотнение грунтов осуществляется ударной нагрузкой, которая по эффективности воздействия на грунт и достижения заданного объемного веса скелета грунта по принятому методу стандартного уплотнения соответствует статической нагрузке 0.85-1.0 МПа.

a632832255da1aa6bbb1804251f602e5.png

Если посмотреть результат воздействия ударной нагрузки на поверхность уплотняемого грунта (рис.4), то можно увидеть, что значительная часть энергии ударной нагрузки потрачена на перемещение минеральных частиц в наклонных и горизонтальных направлениях. Поэтому, для увеличения глубины уплотнения грунтов приходится увеличивать либо массу трамбовки, либо высоту сбрасывания трамбовки, либо количество ударов трамбовкой по одному месту, что экономически не оправдано.

6e4f23f2462f0abb93b1b063e74c386f.png

Экономическое оправдание присуще другому способу уплотнения основания (рис. 5). Если основание обособить, и к обособленной части приложить ударную нагрузку статически, то вся нагрузка будет направлена только на вертикальное перемещение грунтовых частиц. Обособленные основания (патент Р.Ф. № 2170305: «Способ увеличения прочности нескальных оснований») – это основания, в которых вертикальными тонкими щелями, заполненными пластичным материалом, исключают вертикальное сжатие просадочных грунтов за периметром прилагаемой нагрузки. В качестве пластичного материала можно применять, например, смесь глинопорошка с отработанным машинным маслом. В данном примере обособленное основание представляет собой грунтовый столб круглого сечения, опорой которому служит грунт непросадочный.

Обособленные основания должны найти широкое применение в современном проектировании и строительстве. Они могут быть грунтовыми стенами, под фундаментами ленточными и грунтовыми массивами, под плитными фундаментами. Для того чтобы грунтовые стены и массивы эксплуатировались без скрытых дефектов, проектировщик должен знать только один параметр: давление на грунт, соответствующее снижению относительной просадки до нуля. Давление на грунт, при котором относительная просадка равна нулю, в научном мире называют вторым порогом просадочности, и это давление чаще всего изменяется в пределах 1-2 МПа.

Убежден, что проектировщик, прочитавший последний абзац, непременно покрутит пальцем у виска. И этот жест будет оправдан, потому что нагружение поверхностей оснований таким уровнем давлений противоречит требованиям Строительных Норм и Правил, п.2.41, и потому, что Технический отчет об инженерно-геологических изысканиях принуждает проектировщиков в проектных решениях использовать поверхностные давления без превышения значения 0.3 МПа.

Изменить требования к нагружениям просадочных оснований могут только фундаменты, включающие в себя клавишные блоки. Клавишный блок – это элемент фундамента, предназначенный для создания определенного зазора над его оголовком после снятия домкратных усилий.

eb4b6e630e274f6be9440c30f6bfbe26.png

Заметим: если в данном фрагменте ленточного фундамента (рис.6) создать зазор над правым клавишным блоком, то крен начнет развиваться в правую сторону, ну а потом, если потребуется устранить крен, то соответствующий зазор нужно установить и над левым блоком. А для того чтобы увеличить равномерную осадку фрагмента, нужно создать одинаковые зазоры над всеми, тремя клавишными блоками. Отсюда и правило: если соответствующими зазорами по ходу строительства горизонтировать подошву подвальных стен (патент Р.Ф. № 2167243: «Способ посадки зданий на нескальные основания»), то при осадках, даже соизмеримых с ростом человека, любое здание придет к своему деформационному финишу без чрезмерных наклонов, выгибов и прогибов. Для информации: такой уровень деформаций оснований не противоречит требованиям подпункта 2* Примечания к пункту 3.12* СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

С применением клавишных блоков можно конструировать и плитные фундаменты. На фрагменте (рис.7) показаны клавишные блоки, размещенные под наружной стеной, но клавишные блоки можно устанавливать и под стены внутренние. Плитные фундаменты с клавишными блоками должны применяться преимущественно в строительстве высотных зданий.

1ca0b0c7dde7bf93843c35742f08b933.png

Инструменты для проектирования бездефектных оснований:

  1. давление второго порога просадочности, необходимое для определения площади подошвы фундамента;
  2. относительная осадка от воздействия давления второго порога просадочности, необходимая для определения строительного подъема здания при отрывке котлована.

Эти показатели должен отражать Технический отчет об инженерно-геологических изысканиях площадки проектируемого строительства.

Инструменты для производства:

  1. оборудование, например навесная струйная установка «Струя – 25», которую используют для изготовления в грунтах тонких противофильтрационных завес шириной 2-5 см;
  2. насосная установка и, как минимум, два плоских гидродомкрата с рабочим усилием по 200 тс каждый, которые должны использоваться для создания необходимых надфундаментных зазоров. Такое оборудование эффективно используют многие годы при выравнивании аварийных зданий. Однако, если проектируемое здание высотное, то применять домкраты нужно поршневые, низкие, с рабочей грузоподъемностью по 1500 тс.

Инструменты для определения высоты необходимого зазора:

  1. гидроуровень с прозрачными колбами, закрепленными на стенах подвала выше каждого клавишного блока;
  2. стартовая прерывистая ватерлиния, нанесенная краской на поверхности стен над всеми клавишными блоками.

Этими инструментами выявляется блок с максимальной осадкой и текущее отставание от него любого клавишного блока, что позволяет определять клавишные блоки для домкратного вдавливания в грунт и необходимые для них высоты зазоров.

Выводы:

  1. клавишные фундаменты и клавишные технологии – это прорыв в область применения глубокоосадочных оснований. Они позволяют нагружать просадочные грунты давлениями, превышающими второй порог просадочности. Важно отметить, что несущие возможности просадочных грунтов под современными фундаментами использованы примерно до 10 %;
  2. для многоэтажных и высотных домкратовыравниваемых зданий деформационные расчеты оснований должны уйти в прошлое, во-первых, они не дают точных результатов, что маскирует принимаемые ошибочные решения, во-вторых, они генерируют ресурсорасточительные решения.

Непросадочные основания: использование таинственных возможностей СНиП 2.02.01-83*

Клавишные фундаменты и клавишные технологии по своей эффективности станут незаменимыми при проектировании зданий и на обычных, непросадочных грунтах. В этом случае проектирование глубокоосадочных оснований должно осуществляться по требованиям пунктов СНиП 2.02.01-83* в следующей последовательности:

п. 2.1 (абзац 4) → п. 2.70 (подпункт г) → п. 3.12* (подпункт в и п. 2* Примечания) → п. 1.1 (подпункт в) → п.2.62 (формула 16) → п. 2.58 (формула 11).

Необходимо обратить внимание на то, что разработчик СНиП 2.02.01-83*, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, своими требованиями принуждает проектировать грунтовые основания только с линейным мелкоосадочным деформированием, к которым относятся линейно деформируемое полупространство и линейно деформируемый слой, п. 2.40.

О том, что СНиП позволяет проектировать глубокоосадочные основания с нелинейным деформированием институту известно с 2000 года, но до сих пор новые возможности СНиПа им не афишированы, и лишь потому, что применение нелинейно деформируемых оснований вскрывает недальновидность тех ученых, которые непосредственно участвовали в разработке СНиП.

Если бы в 2000 году в пункте 2.40 СНиП 2.02.01-83* появилась новая расчетная схема: нелинейно деформируемое полупространство, — то государственная программа «Доступное жилье» выполнялась бы:

  1. без проблем, порождающих ошибками проектировщиков в прогнозах и ограничениях деформаций оснований;
  2. без масштабных фундаментостроительных затрат.

Но новая расчетная схема в п. 2.40 не может прописаться и в наши дни, потому что в новом алгоритме, предназначенном для проектирования нелинейно деформируемых оснований, не предусмотрено традиционное выполнение деформационных расчетов.

Ниже привожу фрагмент письма — ответа на мои предложения по проектированию грунтовых оснований с нелинейным деформированием:

Уважаемый Виктор Дмитриевич! В соответствии с обращением МИНСТРОЯ России НИИОСП им. Н.М. Герсеванова рассмотрел Ваши предложения от 05.05.2015 г. № 5161 по вопросу внесения изменений в нормативно-технические документы в области строительства, в частности, в СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

Информирую Вас о том, что в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 26.12.2014 г. № 1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» выполнение ряда пунктов подраздела 5.6, равно как и подраздела 5.7 СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» является обязательным для обеспечения требований безопасности зданий и сооружений. Выполнение на обязательной основе требований только подраздела 5.7 СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» без выполнения требований подраздела 5.6 не является достаточным для обеспечения соблюдения требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». В силу этого Ваши предложения о внесении изменений в указанный свод правил не могут быть приняты.

Пояснение: СП 22.13330.2011 выпускался взамен СНиП 2.02.01-83*, но сегодня его действие приостановлено, хотя различий по требованиям к проектированию оснований у них нет, только требования к выполнению расчетов оснований по деформациям сосредоточены в подразделе 5.6, а требования к расчетам по прочности – в подразделе 5.7

Письмо НИИОСПа – это образец непрофессиональной отписки, что доказывается нижеследующим.

bd40e03ff1e777ad3199cc9cd6ab6cef.png

На рис. 8 показана диаграмма, отражающая зависимость осадки основания от величины поверхностного давления, где линия, выделенная красным цветом, отражает нелинейное деформирование.

Механика грунтов является одним из разделов строительной механики. Она имеет два подраздела: Линейная и Нелинейная. В современном проектировании оснований используются решения только Линейной механики грунтов. Нелинейная механика грунтов развивается только теоретически и до сегодняшнего дня не нашла практического применения. Поэтому под современными фундаментами отсутствуют нелинейные зависимости, обозначенные на диаграмме красной линией, чем создаются резервы несущей способности оснований до 80%. Зависимости, обозначенные красной линией, могли бы формироваться под каждым фундаментом, если бы применялись клавишные фундаменты и подраздел 5.6 не ограничивал бы под ними поверхностные давления на основания.

Известно, что за последние 80 лет ВИОС – НИИОСП принимал участие в разработке 7-ми СНиПов, и что ни один из этих СНиП не приспособил требования, которые изложены в подразделе 5.6, к проектированию нелинейно деформируемых оснований.

Разработка рабочих методик для деформационных расчетов нелинейно деформируемых оснований при ограничении осадок была, есть и всегда будет для ученых неисполнимой мечтой.

Реальное освоение нелинейно деформируемых оснований будет тогда, когда основания начнут проектировать по требованиям, изложенным в подразделе 5.7. При этом требования подраздела 5.6 были и должны оставаться действующими только для линейно деформируемых оснований, т.е. оснований, которые работают в фазе сжатия.

НИИОСП – это институт, научная деятельность которого направлена на освоение только линейно деформируемых оснований, поэтому в своих нормативных документах он сознательно многие годы, своими ограничениями давлений на грунтовые основания, скрывает возможность проектирования оснований с нелинейным деформированием.

Очевидно, без сторонней помощи в публичном пространстве усовершенствовать СНиП 2.02.01-83*, отменой ограничений давлений на нелинейные основания и введением новой расчетной модели, не представляется возможным.

Что касается практического применения нового алгоритма в проектировании оснований, то применять его нужно со дня прочтения этой статьи, потому что действующие СНиПы не дают прямых запретов на его применение, как по частям, так и в целом, а это подпадает под российский закон: «Что не запрещено, то разрешено».

Для руководителей строительным бизнесом: с применением нового алгоритма, квадратные метры вашей строительной продукции станут значительно дешевле!

Другие публикацииМАТЕРИАЛЫ + ТЕХНОЛОГИИ

  • Эффективное решение для грузоподъема: ручные рычажные тали от компании АДВАНТА-М
  • Строительные леса: ключевой элемент безопасного и эффективного строительства
  • 10 инноваций в строительстве, которые изменят рынок ИЖС
  • Электрические лебёдки: Надёжный грузоподъем для различных отраслей
  • Чугунные ванны и раковины для кухни: путешествие в мир комфорта с Dushevoi

Что такое непучинистый грунт, его особенности

Что такое непучинистый грунт, его особенности

Фундамент – основная часть любого строения, обеспечивающая прочность и устойчивость сооружений. Если работы осуществляют самостоятельно, то перед началом надо провести гидрогеологические исследования почвы. Чтобы с приходом морозов поверхность под конструкцией не увеличивалась в размерах, возведение проводят на непучинистом грунте. Существуют показатели, помогающие определить безопасный и устойчивый участок.

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.

Силы пучения при стройке

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.

Фундамент на стройке

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.

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.

Коэффициент для грунтов

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.

Растрескивание фундамента

Читайте также:
Планировка участка в 30 соток

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.

Как определить характеристики

Степень пучинистости грунтов получают после гидрогеологического исследования. Если нет возможности провести замеры, то можно определить по физическим параметрам земли на участке. Самостоятельно получится узнать вид почвы, уровень подземных вод и показатель текучести.

Рядом с предполагаемой стройкой выкапывают две вертикальные узкие ямы, глубиной 1,5-2 м. Непучинистые крупный гравий и скальный монолит определяют визуально. Из среза шурфа берут пробу грунта для установления типа. Небольшое количество смачивают в жидкости. После увлажнения массу в ладонях скатывают в колбаску и загибают в кольцо. Материал из песка не получится собрать, супесь рассыпается на мелкие части. Держит форму глина, а суглинка распадается на 3 куска.

Как определить характеристики

Уровень залегания подземных вод можно вычислить самостоятельно. Если через сутки в шурфе не появилась жидкость, то скважину буром увеличивают еще на 1,5 м. Просочившаяся влага на поверхности грунта станет показателем глубины залегания. Минимальные параметры для слабопучинистых глины и песка – 2 м.

Типы фундамента

Непучинистый грунт – отличный вариант при строительстве здания. При любом промерзании и влажности не нужна глубокая заливка. Неподвижная основа позволит возвести несущие конструкции с минимальными затратами сил и финансовых вложений.

Непучинистый грунт из габаритных скальных осколков или крупной гальки помогает создать крепкий и надежный фундамент. Снимают верхний растительный слой, вырывают неглубокую канавку (до 20 см), которую заливают строительным бетоном. После затвердения массы можно приступать к возведению строения.

Фундаментная подушка

Заглубленный фундамент для непучинистого грунта подойдет для дачного дома. На участке создают траншею, глубиной в 70 см. Яму наполняют крупным песком, тщательно утрамбовывают. Рассыпчатое сырье укладывают слоями, каждый из которых обильно орошают водой. Основу заливают бетоном, после высыхания приступают к возведению цоколя и стен.

Если грунт пучинистый сухой или подземные источники расположены ниже 2 м, то можно уменьшить расход стройматериалов, используя в котловане песок или гальку. На поверхности почвы ставят опалубку, в траншею высыпают рассыпчатые компоненты, потом выливают бетон.

При близком прилегании подземных источников пучинистого грунта придется создавать надежную конструкцию. Часто используют сваи (железные, винтовые), которые вбивают на уровень промерзания почвы. Для хозяйственных построек применяют столбчатый метод, для домов – бетонный ленточный.

Варианты исправления

Из-за высокой силы пучения промерзшая земля может поднять крупное сооружение. Чтобы предупредить деформацию фундамента, надо минимизировать возможность расширения основания. Существуют методы, которые позволяют превратить проблемный грунт в непучинистый.

Изоляция

Процедура защищает фундамент от разрушительного воздействия воды, создает между почвой и бетоном промежуточный ярус. Из-за дополнительной конструкции ухудшается сцепление, грунт соскальзывает с поверхности основы, что снижает давление и уменьшает пучение.

Гидроизоляция и утепление

Читайте также:
Планировка участка на даче: 30 вариантов и идей

Неутепленный цоколь – хороший проводник холода от фундамента в почву. Утеплительный материал укладывают вокруг и под основой. Ширина сырья должна совпадать с уровнем промерзания грунта. Вариант подходит для невысоких дачных домиков и легких хозяйственных строений. В коттеджах цокольный этаж тщательно утепляют, иначе конструкцию после замерзания поведет.

Дренаж

Система водоотвода уменьшает негативное влияние близко пролегающих подземных источников. Дренаж поможет не только снизить содержание влаги в почве, но и частично перенаправить жидкость. Трубы монтируют на уровне глубины заливки фундамента. Конструкция должна быть в пределах утепления, иначе после промерзания разорвет сооружение.

Дренажная система

На расстоянии 50 см от основания выкапывают канаву, в которую под углом кладут трубу с перфорацией. Нижнюю часть выводят за пределы строения, в отдельный колодец. Яму засыпают крупным песком. Дренажные отверстия в скважине можно выполнить на расстоянии 2 м друг от друга. Процедура улучшит отток жидкости, уменьшая промерзание в холода.

Увеличение веса

Массивное строение оказывает давление на почву, что приводит к уплотнению. Чем тяжелее конструкция, тем меньше проявляются признаки пучинистого грунта. За счет замены строительных материалов здание надежно стоит, не двигается от промерзания и оттаивания земли. К минусам метода относят хлопотность способа и удорожание возведения.

Плитный и конический фундамент

Для больших и многоэтажных сооружений уместно создание монолитного основания. Конструкцию закапывают в землю, а сверху начинают возводить цоколь со стенами. Морозное пучение давит на плиту, толщина которой 20 см. Грунт приподнимается зимой и возвращается в исходное положение весной. За счет массивности движения не оказывают негативного влияния на фундамент. К минусам способа относят большие финансовые затраты.

Монолитный фундамент

Основа конической формы помогает минимизировать нагрузку в холода. Конструкцию в виде усеченной геометрической фигуры с верхним сужением устанавливают ниже линии промерзания. В морозы затвердевшая земля поднимается, но из-за плохого сцепления с фундаментом осыпается. Технология защищает сооружение от искривления стен и растрескивания бетонных заливок.

Замена грунта

Трудоемкий и хлопотный метод позволяет полностью минимизировать проблему, сделав грунт непучинистым. Под основание вырывают котлован, глубина которого должна быть ниже уровня промерзания. Остатки земли вывозят, а яму заполняют сырьем с низким сцеплением. В качестве засыпки можно использовать

  • крупный песок;
  • гальку;
  • щебень;
  • осколки скальных пород.

Читайте также:
Поэтапная планировка участка 10 соток

Материал укладывают слоями, плотно утрамбовывают и проливают водой. Метод обеспечивает отличные несущие характеристики, не задерживает влагу и не промерзает. Вокруг строения обустраивают дренажную систему, которая создает двойную защиту от поступления жидкости. Технология подойдет при возведении невысоких домов и хозяйственных построек.

Замена грунта

Толщина проблемной части не должна превышать 2 м. Если пучинистый грунт расположен на глубине более 2,5 м, то придется перераспределить нагрузку. Перед процедурой проводят точные расчеты участка в вертикальной и горизонтальной плоскости. Неравномерная просадка дома грозит разрушением конструкции.

Гравий в котловане

Термическое усиление

Если почву не относят к непучинистым типам, то улучшить характеристики поможет усиление. Технологию используют для укрепления фундамента на глубину в 15 м. В землю монтируют трубы или выкапывают скважины. В отверстия нагнетают горячий воздух, температура которого в пределах 600 С.

Термическое усиление

После воздействия жара участок твердеет, теряет влагопоглощающие и выталкивающие свойства. Проблемная поверхность готова к возведению сооружения. Усиление по расходам обходится в 2 раза дешевле, чем полная замена грунта на гравий или песок.

Силикатизация

Близкое расположение подземных вод делает участок непригодным к строительству. Стабилизация помогает увеличить прочность и уменьшает сжимаемость, не нарушая структуры покрова. Чтобы укрепить грунт, в землю нагнетают химическое вещество.

Для пылеватых видов используют однорастворную силикатизацию. В почву подают жидкое стекло, которое смешали с фосфорной или серной кислотой. В результате реакции возникает гель, заполняющий, обволакивающий поры. После застывания участок становится более твердым и стабильным. На поверхности разрешают возводить здания и крупные конструкции. Двухрастворная силикатизация – скоростная технология подготовки места застройки, проходящая в 2 этапа. Вначале в грунт нагнетают стекло жидкое, потом – хлористый кальций. Из-за химической реакции появляется гель кремниевой кислоты. Активное затвердение проходит в течение 24 часов, но полностью завершается через 2 месяца.

Дом на фундаменте

Силикатизация позволяет укрепить пучинистый грунт в большом радиусе от начальной точки. При процедуре не нужно использовать сложное оборудование. Метод помогает улучшить несущую способность почвы под основаниями строений и усилит котлованные откосы. Минус технологии – высокая стоимость химических реактивов .

Читайте также:
Продуманная планировка участка в 15 соток

Заключение

Непучинистый грунт – идеальный вариант при создании фундамента. При строительстве не придется усложнять проект и подыскивать подходящее решение под требования участка. Определить характеристики почвы можно как при помощи гидрогеологических исследований, так и самостоятельно. Негативные качества проблемных мест минимизируют укреплением.

Что такое пучинистый грунт

Явление пучинистости происходит в грунтах, которые увеличивают объем в морозную погоду. Влага, впитавшаяся в слой земли, замерзает и расширяется. Лед выталкивает почвенные массы наружу. Второй тип вспучивания происходит из-за капиллярности влаги, перераспределенной в земельных слоях. По характеристикам увеличения объема почва классифицируется как слабопучинистая, среднепучинистая и сильнопучинистая. Больше всего подвержены поднятию глинистые земли и суглинки.
Тип строения зависит от характеристик грунта, т.к. некоторые деформируются на 17-25 см. Постройки из дерева выдерживают вспучивание до 5 см, а кирпичные – до 3 см. Для обустройства фундамента в зонах пучинистых, насыщенных влагой грунтах, необходимо руководствоваться нормативными приемами.

Меры против пучения

Сила пучения настолько велика, что способна поднять крупное здание. Поэтому на пучинистых грунтах проводят специальные мероприятия по снижению и предотвращению пучинистости. Можно выделить следующие меры, принимаемые против пучения грунтов:

0653a9ff0b50a8e3a9ff2bba3cd0e581.jpg

Пучению подвержены все глинистые виды грунов.

  1. Замена грунта непучинистым крупным или гравелистым песком. Для этого потребуется большой котлован, имеющий глубину, превышающую глубину промерзания грунта. Из прорытого котлована удаляют пучинистый слой грунта, что позволяет засыпать туда песок и тщательно его утрамбовать. Такой материал, как песок, является очень подходящим для установки, так как он обладает очень большой несущей способностью. Данный способ является затратным, поскольку требует выполнения большого объема работ.
  2. Можно также добиться устойчивости, укладывая его на пучинистые грунты на уровне, более низком, чем глубина промерзания. В данном случае силы пучения будут воздействовать только на его боковые поверхности, а не на основание. Примерзая к боковой поверхности основания дома, грунт будет двигать его вверх и вниз. В результате нагрузки силы пучения на 1 кв.м боковой поверхности основания дома может достигнуть 5 тонн. Если дом, построенный на имеет основание, равное 6х6 метров, то площадь его боковой поверхности будет иметь 36 кв. метров. Расчет касательной силы пучения при закладке на глубину 1,5 метра будет в результате составлять 180 тонн. Это является достаточным для того, чтобы деревянный дом поднялся, так как дерево не сможет сопротивляться силе пучения. Поэтому данный способ используют для возведения тяжелых домов из кирпича или железобетонных блоков. Они строятся именно на ленточных видах.
  3. Чтобы уменьшить влияние касательной силы пучения грунта, используют слой утеплителя, который укладывают на слой грунта. Этот способ подходит под легкие строения и мелкозаглубленные. Толщину применяемого утеплителя учитывают в зависимости от климатических условий места строительства дома.
  4. Можно принять меры по отводу воды, чтобы исключить пучение. С этой целью по периметру участка проводят обустройство дренажной системы. Для этого на расстоянии полметра от фундамента на глубину его закладки прокладывают канаву аналогичной глубины. В нее закладывается перфорированная труба, которая должна быть уложена в фильтрующей ткани с соблюдением небольшого уклона. Канаву с трубой, обернутой тканью, необходимо засыпать гравием либо крупным песком. Стекающая из грунта вода должна поступать затем по дренажной трубе в дренажный колодец через отверстие. Чтобы обеспечить естественный отвод воды, необходим достаточно низкий участок для отвода воды. При этом требуется устройство отмостки и ливневой канализации.

Создание фундамента на большой глубине

Работа здесь идёт с готовыми изделиями: металлическими, либо асбестоцементными трубами. Фундамент может получиться с наличием арматуры или металлического стержня.

Схема фундамента при первом раскладе (с арматурой).

  1. Организовывается песчаная подушка. Слой: 10-15 см.
  2. На неё ложится блок (например, ФЛ 6-12- с параметрами 118 х 60 х 30 см).
  3. Внедряется асбестоцементная труба. Её минимальный диаметр — 20 см.
  4. Она крепится к блоку бетонной смесью. Эта же смесь заполняет её внутри.

Внутри трубы заранее устраивается арматурный куст. Он также заливается бетоном. Арматура выходит за грани трубы примерно на 10-15 см. Так будет удобнее её приваривать к арматуре ростверка.

Место крепления трубы к блоку: её основание, контактирующие с ним. Здесь под углом в 45 градусов создаётся цементная стяжка.

Когда она полностью высыхает, и столб крепко зафиксирован на блоке, можно делать обратную засыпку. Здесь нужен ранее извлечённый грунт или грунт высоких характеристик касательно пучинистости.

Схема при втором раскладе:

  1. Такая же песчаная подушка.
  2. На неё укладывается плита (железобетон – монолит) с параметрами 60 (ширина) х 40 (высота).
  3. Внедряется та же труба, только с диаметром 20-30 см.

Внедрение трубы происходит, когда плита ещё высыхает. Монтаж получается в свежую плитную смесь.

Нужно, чтобы труба немного касалась плиты. Металлический сердечник должен углубиться на 10-15 см. Далее работа следует по такому же алгоритму, что и при первом раскладе.

Ранее было сказано, что в пучинистые грунты следует устраивать только столбчатые фундаменты. И это обоснованно следующими аргументами:

  • финансовая выгода,
  • возможность применения плиты из железобетона, так в 2-3 раза сокращаются трудовые объёмы,
  • под каждым столбом эффективность грунта выше, чем под фундаментной лентой.

Особые свойства пучинистых грунтов

Особое свойство оснований, способных вспучиваться, заключается в значительном увеличении объема в результате зимнего промерзания.

Как определить пучинистые грунты? К основаниям, обладающим свойством вспучивания при промерзании, относятся только глинистые (в том числе суглинки) и песчаные грунты (пылеватые, мелкие и средней крупности). Гравелистые и крупные пески к пучинистым не относятся.

Песчаные, глинистые грунты и их разновидности обладают мелкопористой структурой, то есть состоят из мелких минеральных частиц, между которыми имеется множество мелких полостей. Эти полости или поры могут содержать влагу. При понижении температуры ниже нуля влага в грунте замерзает, превращаясь в лед, который, как известно, всегда увеличивается в объеме по сравнению с исходным объемом воды. В результате замерзания воды в порах и происходит увеличение всего объема основания, называемое морозным пучением.

Основания делятся по степени пучинистости, которая зависит от уровня или глубины, на которой залегают подземные воды. Для глинистых оснований еще имеет значение показатель текучести. Приводим следующую таблицу с градацией по степени пучинистости разных видов грунтов.

Мнение эксперта

Если в основании здания залегают грунты с пучинистыми свойствами, следует особенно тщательно подойти к выбору типа фундамента. Очень эффективной после многолетней практики применения зарекомендовала себя конструкция МзЛФ – об устройстве, армировании и расчете которого мы подробно рассказываем в статье«Мелкозаглубленный ленточный фундамент: расчёт глубины, подготовка основания, армирование своими руками и калькулятор расчётов ».

Помимо выбора наиболее подходящего типа фундамента при строительстве на пучинистых основаниях, необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, направленные на предотвращение замачивания и промерзания: устройство дренажа, утепление отмостки, заполнение пазух уплотненным сыпучим материалом.

ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».

СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83).

ВСН 29-85 Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах.

Методы устранения эффекта пучения

Чтобы сделать основание, применимое для пучинистых грунтов, используют следующие техники:

  • создание широкой трапециевидной конструкции. Она снижает влияние сил касания на строение.
  • обкладку стенок траншейного канала гидроизоляцией. Прием показан для изоляции стенок в условиях заглубления фундамента.
  • увеличение ширины ленты или монолита, которая приводит к нивелированию вспучивания.
  • замену вспучивающегося грунта песчаным или гравийным сырьем.
  • прокладку теплоизоляционного слоя по внешней стороне постройки. Способ нужен для предотвращения поднятия земли в морозный период.

Заглублять основание рекомендуют ниже уровня промерзания грунта – так эффект пучения не проявляется.

Степень пучинистости грунтов

Степень пучинистости грунтов

  • Основной показатель – это относительная деформация пучения Efh, которая определяется отношением величины подъема поверхности вспучивающегося основания к толщине промерзшего слоя.
  • Показатель Z – это разница между величиной УГВ и глубиной сезонного промерзания, значение которой равно 1,2 м для отапливаемых зданий, и 1,5 м – для неотапливаемых зданий.

Если степень пучинистости по показателям Z и Jl (текучести) отличаются, то принимается большее значение.

Так как пучинистые основания проявляют свои негативные свойства при условии насыщения водой, то существует еще один способ классификации, учитывающий условия увлажнения основания зданий по характеру рельефа местности.

Тип грунтовых условий

Условия увлажнения грунтового основания по характеру рельефа местности.

Возвышенные и всхолмленные места, водораздельные плато, где грунты могут увлажняться только от атмосферными осадками.

Равнины, слабовсхолмленные места, пологие склоны с затяжными уклонами, где грунтовые основания увлажняются атмосферными осадками и верховодкой, только частично грунтовыми водами.

Низины, котловины, заболоченные места, в которых грунтовые основания увлажняются и водонасыщаются атмосферными осадками, верховодкой и грунтовыми водами.

То есть, если по показателям Z и Jl основание относится к слабопучинистым, но участок строительства расположен в низине или котловине, то следует считать, что грунты сильнопучинистые.

Таким образом, пучинистый грунт – это песчаный или глинистый грунт, подверженный увлажнению и сезонному промерзанию.

Стадии промерзания грунта

Россия является северной страной, поэтому в зимнее время на ее территории всегда присутствует низкая температура. В зависимости от региона грунт может находиться в замершем состоянии от 2 до 9 месяцев. Когда наблюдаются осенне-зимнее похолодания, то глубокие слои почвы переходят в следующие состояния:

  • 1 стадия — предварительная. В ходе нее происходит охлаждение грунта до температуры, которая не способствует кристаллизации воды;
  • 2 стадия — основанная. Здесь уже вода переходит в другое агрегатное состояние, происходит ее объемное расширение, вследствие чего она становится льдом;
  • 3 стадия — переохлаждение. В ходе нее происходит сжатие грунта на морозе, что в последующем приводит к резкому понижению его температуры.

Схема промерзания грунта.

Следует учесть, что все эти стадии являются условными, поскольку процесс переход из одной в другую протекает очень медленно. При этом также можно выделить еще один этап, в ходе которого происходит оттаивание грунта. Это приводит к его просадке.

Из-за того что именно в зимнее время наблюдается пучение грунта, то заниматься возведением домов в данный период настоятельно не рекомендуется, потому что это представляет очевидную опасность. После строительства существует высокий риск разрушения готового строения

Особенно важно не проводить возведение фундаментов и объектов в городах крайнего севера, где наблюдается сильное промерзание нижних слоев почвы.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = ( H — h ) / h. в которой:

  • Е – отвечает степени пучинистости грунта;
  • h – высоте грунтового массива до замерзания;
  • H – высоте грунтового массива после промерзания.

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

  1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
  2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
  3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
  4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент. глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м 2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Свайные и столбчатые заглубленные фундаменты

Фундаменты с заложением на глубину промерзания для частного дома могут быть рекомендованы в свайном конструктивном исполнении или в виде столбчатых фундаментов — с ростверком, на который опираются стены. В качестве свай для малоэтажных домов чаще всего применяют буронабивные сваи или их разновидность — фундамент ТИСЭ, а также винтовые сваи.

Такие фундаменты имеют, по сравнению с ленточными, меньшую площадь боковой поверхности и расход материалов. Но и опорная поверхность подошвы таких фундаментов также невелика, что ограничивает их применение сравнительно легкими зданиями на прочных грунтах.

Конструкция свайных фундаментов предполагает устройство дома с холодным — пространством между землей и нижним этажом. Пол первого этажа приходится делать по цокольному перекрытию. Устройство жесткого перекрытия над цоколем, вместо полов по грунту, удорожает строительство.

98a59894564c39f339f9a759eb25ff36.jpg
Железобетонный ростверк на сваях сложнее и дороже,
чем мелко заглубленный ленточный фундамент.

Кроме того, устройство мощного монолитного железобетонного ростверка делает свайные фундаменты сложнее в устройстве и дороже, чем мелко заглубленные ленточные фундаменты.

Взгляните на фото фундамента с ростверком. Ведь это тот же мелко заглубленный фундамент с торчащими снизу ногами свай, и зачем то приподнятый над грунтом.

Чаще всего выбор такого фундамента ничем не обоснован, кроме страхов «экономных» застройщиков, не пользующихся услугами профессиональных проектировщиков, и пропаганды производителей буров ТИСЭ и их последователей на форумах и соседних участках.

Свайные фундаменты в частном домостроении выгодно применять только для тех конструкций, где не требуется устройство дорогого ростверка (например, для деревянных или каркасных зданий с холодным цоколем), или при наличии особо сложных грунтовых условий.

Мнение эксперта

Если в основании здания залегают грунты с пучинистыми свойствами, следует особенно тщательно подойти к выбору типа фундамента. Очень эффективной после многолетней практики применения зарекомендовала себя конструкция МзЛФ – об устройстве, армировании и расчете которого мы подробно рассказываем в статье«Мелкозаглубленный ленточный фундамент: расчёт глубины, подготовка основания, армирование своими руками и калькулятор расчётов».

Помимо выбора наиболее подходящего типа фундамента при строительстве на пучинистых основаниях, необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, направленные на предотвращение замачивания и промерзания: устройство дренажа, утепление отмостки, заполнение пазух уплотненным сыпучим материалом.

Любое строительство начинается с исследования грунта. На уже застроенной территории этот этап можно пропустить и воспользоваться результатами исследований, проведенных для других построек. Но часто застройка участка начинается именно с гаража. Хороший пример – каркасный гараж-дом, который был построен нами в качестве склада стройматериалов и временного жилища для строителей.

Нужно хорошо представлять, на каком грунте вы строите гараж. Исходя из его свойств выбирается тип и рассчитываются параметры фундамента. Неправильно спроектированный фундамент в лучшем случае может обойтись дороже, чем это необходимо, а в худшем – разрушиться.

Пучение грунта – одна из самых серьёзных опасностей, подстерегающих построенные без проведения должных исследований фундаменты. Впрочем, о неправильной усадке тоже не стоит забывать.

3ca73c7ba69c8d17bdd5e6ebfe499463.jpg

Таблица для определения степени пучинистости грунта. Z — величина, показывающая на сколько метров уровень грунтовых вод находится ниже глубины промерзания

Если вы не хотите воспользоваться услугами специалистов, для начала придётся выкопать на месте будущей постройки яму два метра глубиной с аккуратными вертикальными стенками. Так вы сможете визуально определить тип грунта. Кроме того, вы можете провести простой эксперимент, который поможет развеять ваши сомнения, если они у вас будут.

Берёте горсть грунта и добавляете в неё воды

Скатываете «сосиску» и, внимание, самый ответственный момент, сворачивате из неё бублик. В зависимости от того, что произошло с «сосиской», делаем выводы:

  • Получился отличный бублик – это глина;
  • «Сосиска» развалилась на несколько частей – суглинок;
  • «Сосиска» рассыпалась на мелкие части – супесь;
  • Не получилось даже сделать «сосиску» — песок.

Если на дворе осень, заодно с типом грунта вы можете определить уровень подземных вод. Хуже всего, если на дне ямы появилась вода. Если сухо – лучше всего воспользоваться ручным буром, и увеличить глубину своих знаний об уровне грунтовых вод еще метра на полтора-два. Воды не видно – до грунтовых вод достаточно далеко и вы даже можете сделать подвал или погреб.

b7935a712f13afc8a25ebaa6b3c9afa0.jpg

Эта таблица поможет определить, какая глубина фундамента для гаража требуется

Но нас интересует не абсолютное значение уровня грунтовых вод, а то, насколько он находится ниже глубины промерзания. Глубина промерзания – величина нормативная, и определяется из таблицы. Тут стоит учесть, что зимы в последнее время стали мягче, чем раньше, но раз в несколько лет выпадает наоборот, более суровая. Так что если в расчётах предусмотрите дополнительный запас – не ошибётесь.

Не забывайте о том, что сделать фундамент на пучинистом грунте будет гораздо проще, если вы сможет уменьшить воздействие на грунт факторов, вызывающих пучение. Например, сделаете дренаж и утеплите отмостку.

При промерзании грунта, влага из замерзших слоёв выдавливается вниз. И если она не успевает выдавливаться, как раз и происходит пучение.

Как происходит пучение

Так как плотность воды больше чем у льда, то в процессе ее замерзания ее объем изменяется в большую сторону. Исходя из этого влага, находящаяся в почве, становится причиной расширения ее массы. Отсюда и появилось такое понятие, как силы морозного пучения, то есть – силы, влияющие на процесс расширения грунта. Сама же почва в этом случае называется пучинистой.

Полезно! Уровень расширения грунта обычно составляет 0,01. Это означает, что если верхний слой земли будет промерзать на глубину 1 м, то объем почвы увеличится на 1 см и больше.

ccd56707b559b14cbeec704090a27459.jpg

Само морозное пучение происходит по нескольким причинам:

  • Из-за глубины залегания верхнего водоносного слоя. Если вода расположена близко к поверхности, то даже при условии замены глины на гравелистый песок будет неэффективна.
  • Исходя из глубины промерзания земли в холодный период в конкретном регионе.
  • В зависимости от типа почвы. Больше всего воды содержится в глине и суглинках.

Исходя из состава почвы и климатических условий, выделяют пучинистые и непучинистые грунты.

Пучение почвы особенности и способы борьбы

Чтобы получить ответ на вопрос, как правильно сделать фундамент на пучинистой почве, нужно разобраться с природой предоставленного процесса и его спецификами.

В районах с большим уровнем грунтовых вод земля находится в очень влажном состоянии и, таким образом, ближе к холодам начинает увеличиваться в размерах.

Сооружая фундамент на пучинистой почве, нужно следить за глубиной залегания грунта.

Если заглубить чуть-чуть ниже точки промерзания, непрочные слои будут оказывать давление, устремленное по касательной к поверхности земли. Она начнет приподниматься.

Не менее важной составляющей является площадь взаимодействия с грунтом: чем больше – тем хуже. .

В будущем грунт под действием постоянно изменяющихся вертикальных нагрузок будет проседать. И таким образом, этот процесс наблюдается неритмично.

Как результат, дом начинает подкашивать, а фундамент трескается и, разумеется, выходит из строя.

Создан специальный СНиП фундаментов, которые сооружаются на пучинистых поверхностях под номером 50-101-2004, закон был принят еще в 2005 году. Перед тем как приступить к работам с ним рекомендуется ознакомиться всем.

Независимо от вида, устройство основы на пучинистых грунтах желательно делать в качестве расширенного монолита на дне.

С целью уменьшения пучения, в цокольном этаже создают специальную отопительную систему, и, разумеется, утепляют сам фундамент дома.

Еще один способ борьбы с пучением земли – замена грунта.

Как правило, неустойчивые почвы под грядущей постройкой убираются, а вместо них засыпается щебень вместе с песком. Важный недостаток – высокая цена предоставленных работ.

Наибольшей распространённостью пользуется мелкозаглубленная основа на пучинистых грунтах.

Маленькая глубина закладки предоставляет возможность убрать касательное давление с помощью уменьшения размеров взаимодействия.

Тем не менее, чтобы выбранный метод был результативным, обязательно создают специальную подушку из смеси, которая, в свою очередь не подвергается пучению (песок, щебень стандартной фракции).

Важно, чтобы смесь засыпалась с внешней стороны фундамента по всей площади.

Если заложить фундамент существенно ниже точки промерзания, есть шанс что вы компенсируете пучение.

Тем не менее, обустраивать таким методом ленту не выгодно, поскольку строительство потребует довольно больших затрат. Все чаще сооружают столбчатый фундамент на пучинистой почве.

Но необходимо провести непростые расчеты, чтобы равномерно разделить давление. Необходимо употребить бутон разных марок и, желательно усиленный арматурный каркас.

Трудно сказать, какой из всех имеющихся самый лучший фундамент собственно для пучинистых грунтов – у любого наличествуют свои особенности и позитивные стороны.

К тому же, уровень пучения в различных районах может значительно различаться, что воздействует на принятие решения о выборе разновидности основания.

Пучение грунта — что это

Пучение Важно: исходя из научной точки зрения склонность к почвы к пучению объясняется тем, что в жидком состоянии плотность воды равна 1 тонне на м3, тогда как при переходе в замерзшее состояние ее плотность уменьшается до 0,917 т/м3.
Рис. 1.1: Пучение грунта

Рис

1.2: Последствия пучения грунта

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

0c65e729bbac67151287f3629dd768cf.jpg

Важно: наибольшее деструктивное воздействие на основание оказывают вертикальные нагрузки, их сила значительно превышает воздействия бокового пучения.
Рис. 1.3: Направления воздействия сил пучения на фундамент

Особые свойства пучинистых грунтов

Особое свойство оснований, способных вспучиваться, заключается в значительном увеличении объема в результате зимнего промерзания.

Как определить пучинистые грунты? К основаниям, обладающим свойством вспучивания при промерзании, относятся только глинистые (в том числе суглинки) и песчаные грунты (пылеватые, мелкие и средней крупности). Гравелистые и крупные пески к пучинистым не относятся.

Песчаные, глинистые грунты и их разновидности обладают мелкопористой структурой, то есть состоят из мелких минеральных частиц, между которыми имеется множество мелких полостей. Эти полости или поры могут содержать влагу. При понижении температуры ниже нуля влага в грунте замерзает, превращаясь в лед, который, как известно, всегда увеличивается в объеме по сравнению с исходным объемом воды. В результате замерзания воды в порах и происходит увеличение всего объема основания, называемое морозным пучением.

Основания делятся по степени пучинистости, которая зависит от уровня или глубины, на которой залегают подземные воды. Для глинистых оснований еще имеет значение показатель текучести. Приводим следующую таблицу с градацией по степени пучинистости разных видов грунтов.

Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания

a895cf1bbfce71176ecac673de78805c.jpg

Заглубленный фундамент

Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

  • Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
  • Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
  • Дорогие строительные материалы;
  • Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.

Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.

Возведение столбчатого и свайного фундамента на пучинистом грунте

Такие фундаменты обычно и строят на пучине. К тому же они логичны при:

  • строительстве лёгких зданий: каркасной постройки или небольшой бани. гаража. сарая,
  • при необходимости закладывать фундамент на большой глубине.
  • при необходимости сэкономить (столбчатый фундамент получается экономичнее ленточного в 1,5-2 раза ).

aba4cd1fb62119acac054377db3164e6.jpg

Столбчатые основания могут быть из: камня, бетона, кирпича, бутобетона, железобетона. Виды из бетона часто именуются монолитными.

При работе над данным фундаментом на пучинистых грунтах важно придерживаться следующих критериев по позициям столбов:

  1. На углах постройки.
  2. На участке пересечения стен.
  3. На прямых зонах стен. Минимальная дистанция между ними — 3 м.

Чтобы снизить воздействие на грунт, расширяется нижняя часть столбов. Если столб кирпичный, он расширяется хотя бы на 2 ряда.

В грунтах с сильным пучением оптимальные материалы для создания столбчатого основания таковы:

  • асбестовые или металлические трубы,
  • готовые железобетонные изделия (плиты, столбы).

Фундамент здесь нужно устраивать глубже максимальной отметки промерзания грунта. Если она ниже одного метра, и на дне нет воды, то подходит вариант с бетонным изделием. На такие виды пучение действует крайне слабо, поскольку их поперечное сечение крайне мало.

В грунтах с другими пучениями (средним и слабым) можно создавать столбы из всех указанных материалов. Очень часто столбы здесь выстраивают из кирпича.

Схема столбчатого основания:

59533e528b8c7462e36135d704b2f2a3.png

Все столбы должны быть соединены в единую конструкцию. Для этого они сверху связываются обвязочными балками. Если между ними никак не получается дистанция в 3 м, даже меньше 2,5 м, то устраиваются балки из дерева. Когда дистанция выходит более м, задействуют железобетонные балки. Они создают ростверк.

Важно определиться с параметрами столбов. Здесь всё зависит от их материала. Над уровнем земли в 40 см делаются виды из бетона, железобетона и бутобетона. В 38 см – кирпичные виды. В 25 см – кирпичные виды с забиркой.

Рекомендуется применять столбы с квадратным сечением.

Для усиления столбчатого фундамента в основу каждого столбы ложится анкер-плита. Она также снижает уровень кручения, получающийся из-за влияния на фундамент с боковой стороны. Такая плита немного превосходит ширину столба и прочно сцепляется с землёй. Она служит мощной защитой от пучения.

Столбу нужна защита и от потенциального перелома. Поэтому он армируется. Если столб – монолит, в цементный состав внедряется пластификатор. Если столб не армируется, то к верху он должен сужаться.

Принципы создания кирпичного столба:

  1. Укладывается песчаная подушка. Слой – минимум 50 см. Задействуется крупнозернистый или гравелистый песок.
  2. Укладывается рубероид.
  3. Формат столба – конус прямоугольной формы.
  4. Верхняя сторона столба оклеивается гидроизоляцией.
  5. Для создания ростверка применяются сборные плиты из железобетона.
  6. С наружной стороны столба насыпается и уплотняется грунт.
  7. Этот грунт покрывается цементной стяжкой.

Принципы создания бетонного столба

Первые два пункта аналогичные. Далее:

  1. Бетонное основание имеет форму конуса. Оно немного превосходит уровень земли, порядка на 10-15 см.
  2. Делается арматурный каркас, заливается бетоном.
  3. Из каркаса создаётся железобетонный пояс.
  4. Из пояса создаётся перекрывающая плита.
  5. Она утепляется.

Для связки столбов готовится ростверк. Он равномерно распределяет нагрузку на все столбы. Это гарантирует статичные позиции столбов в горизонтальной плоскости.

Когда возводится кирпичная, бетонная или пеноблочная постройка, делается железобетонный ростверк. Армированный столб крепко соединяется с арматурой ростверка.

При строительстве деревянного дома формат ростверка – бревенчатая обвязка.

Внутренние пустоты между столбами нужно защитить от грязи и осадков. Для этого между ними устраивают забирку.

170b44c49489993a54e5e36b949f92d8.jpg

Работа над фундаментом на пучине должна быть завершена в течение одного сезона. Если фундамент останется без предполагаемой нагрузки, он может деформироваться.

Специфики фундамента для пучинистой почвы

Одним из ключевых является ленточный фундамент, тем не менее, под него необходимо вырыть специальный котлован глубиной примерно в 0.7 м. Подготовив котлован, боковые стенки укрепляют гидроизоляционным материалом, в частности, полиэтиленом.

После этого добавляется сухая смесь в 2-3 слоя шириной приблизительно в 15 см, потом это все качественно утрамбовывается. На следующей стадии необходима опалубка под основу.

Поверх подушки опять обустраивают гидроизоляцию и создают арматурный каркас.

Выходит незаглубленный фундамент на пучинистой земле, может легко противостоять большому давлению.

После этого, в опалубку добавляют бетонную смесь. Так как, она не успела застыть, устанавливают большие прутья арматуры.

Очередная маленькая особенность – арматуру желательно вязать. Сварная арматура может оказаться чезчур хрупкой и ломкой.

Менее распространённой является свайная основа на пучинистых грунтах, поскольку ее сооружение требует привлечения особой техники и больших трудовых расходов.

На нем останавливают выбор исключительно в случаях, когда точка промерзания земли превышает 1.5 м.

Сваи стоит углублять не менее чем на 3-4 м, вследствие этого чаще делают изделия из бетона или железобетона всех разновидностей, в частности забивного, набивного или винтового.

По всей площадке дома создают дренажную систему и делают гидроизоляцию базиса.

Прекрасным решением может являться столбчатый фундамент, который сооружают под каркасные здания или малоэтажные постройки.

Он, как и свайный фундамент, создается ниже уровня промерзания.

Главным материалом для строительства столбов считается железобетон высоких марок, который может противостоять многообразным нагрузкам и давлению из вне.

В таком случае, анкерная площадка присоединяется к опорному каркасу, и будет выполнять роль опоры для здания.

Своими руками можно построить столбчатый фундамент с помощью асбестовых труб с большим арматурным каркасом.

Снаружи создается слой эпоксидной смолы, как правило, арматурный каркас производят из проволоки толщиной примерно в 10 мм.

Плавающую плитную основу на пучинистых грунтах, создают совместно с нестабильными слоями.

С помощью этого стены дома не испытывают различных деформаций со стороны и, таким образом, не разрушаются, исключено появление даже маленьких трещин.

Сооружение фундамента на пучинистой почве в качестве монолитной плиты может быть создано двумя способами: слабо заглубленным (когда нет надобности в подвале или цоколе) или в качестве плиты глубокого заложения.

Под фундамент вырывают потребной глубины котлован, дно какового засыпают обычным щебнем.

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:

Полезные материалы

414b1c844147b9c7fa50ed79a7c7f997.jpg

Стена в грунте

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

406b20dad71b28497beebc789e97632f.png

Испытания грунтов

Испытание грунтов — это этап строительства, предшествующий проектированию фундамента.

405b2d75e046ac331c41c7c932bf5a6e.png

Виды и сфера применения забивных ЖБ свай

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

Замена грунта выход из положения

7863293892ce0f759b16d4ba148641e3.jpg

Схема замены пучинистого грунта песком.

Поскольку из-за пучения грунта происходит деформация фундамента и строения в целом, то многие просто заменяют его, но действительно ли это является эффективным? Как было сказано выше, нижние слои почвы, которые представлены песком, не промерзают настолько сильно, чтобы это негативным образом сказалось на состоянии постройки и его основы. Поэтому замена грунта является отличным выходом. Соответственно, потребуется в ходе проведения таких работ использовать песок. К нему можно подмешать немного щебня.

При этом специалисты рекомендуют использовать гравелистый песок для создания подушки. С ним замена грунта будет намного эффективнее, соответственно негативное воздействие от пучения будет снижено во много раз. Такой вид песка представлен крупными фракциями. Поэтому этот материал обладает высокой устойчивостью к сжатию. А значит, усадка песчаной подушки будет минимальной. Желательно приобретать гравелистый материал речного происхождения, потому как он обладает более высокими эксплуатационными характеристиками.

Чтобы сделать песчаную подушку потребуется следующее:

Схема фундамента с дренажной системой на гравийно-песчаной подушке.

  • гравий;
  • вода;
  • геотекстиль;
  • строительный уровень;
  • лопата;
  • трамбовка;
  • песок;
  • гидроизоляционный материал.

Начинать проведение работ нужно с создания траншеи или котлована, все здесь зависит от того, какой тип фундамента вы решили выбрать для своего жилища. Глубина ямы должна зависеть от величины промерзания грунта.Когда она будет создана, потребуется тщательным образом произвести ее выравнивание. После чего выкладывается геотекстиль. Он необходим для того, чтобы защитить сыпучий материал от проникновения влаги из нижних слоев грунта. Желательно выстилать геоткань в несколько слоев. Потом можно засыпать песок.

Делать это необходимо небольшими слоями. Создав первый, производится его увлажнение и трамбовка, после чего выкладывается щебень, а далее вновь песок — и так до тех пор, пока не будет создана подушка необходимой высоты. В ходе этого необходимо обязательно следить за тем, чтобы слои получались максимально ровными. Трамбовка должна быть выполнена таким образом, чтобы на поверхности подушки не оставались следы от подошвы обуви. Что касается ее оптимальной толщины, то специалисты в области строительства рекомендуют делать ее высотой в 10-20 см.

Когда песчаная подушка будет создана, можно будет выстилать гидроизоляционный материал, например рубероид. Затем на него укладываются кирпичи, осуществляется армирование, монтирование опалубки и заливка бетона.

Столбчатый фундамент для пучинистых грунтов

b828d9ee38a24256b1057a9efae7a3fb.jpg

Схема столбчатого фундамента.

Для малоэтажного частного строительства, выполняющегося в условиях пучинистых грунтов, можно считать оптимальным. Грамотно возведенный столбчатый фундамент в этих условиях должен находиться ниже уровня промерзания почвы.

Такой способ является одним из самых экономных. Лучше всего использовать железобетонные столбы, поскольку они эффективно помогают избежать касательного напряжения.

из железобетонных конструкций может стать наилучшим решением для такого вида почвы. Технология их изготовления очень удобна и отличается высокой технологичностью. Эти фундаменты подходят для заболоченных областей, сырых участков и почв, где наблюдается высокий уровень залегания грунтовых вод.

На таких почвах столбчатые фундаменты могут иметь конструкции, при которых анкерная площадка, являющаяся опорой всего строения, жестко привязывается к опорному каркасу.

Несущими столбами для такого основания могут служить:

Схема столбчатого фундамента из блоков.

  • трубы из асбоцемента, заполненные бетоном и обладающие армированными внутренними стенками;
  • железобетонные столбы;
  • трубы из металла, которые с внутренней стороны защищены цементно-песчаным составом, а с внешней — эпоксидной смолой или металлом.

Вместо арматуры в этом случае используют проволоку диаметром от 7 до 11 мм и металлические стержни. Иногда применяются различные металлические отходы: уголки, газопроводные трубы или части водопровода.

Бетон для такого фундамента производят исключительно из цемента высоких марок. В качестве заполнителя могут быть использованы гранитный щебень или песок

Важно знать, что примесь глины, применение мелкого песка, битых кирпичей или известковой щебенки могут заметно снизить морозоустойчивость бетона. Оптимальный состав бетона для столбчатого фундамента — это 1 часть цемента, 3 части песка и 4 части щебня

Количество воды определяется отдельно для каждого конкретного случая: бетон должен быть достаточно пластичным, чтобы его было легко укладывать, но при этом раствор не должен литься. Этот раствор помещается в заранее подготовленную опалубку и немного утрамбовывается.

Принципы устройства фундамента на пучинистых грунтах

В итоге может оказаться так, что здание окажется сильно подверженным силам пучения, а затраченная сумма на возведение такого негодного к эксплуатации фундамента будет довольно велика. Однако, если решено строить здание из кирпича, то уместны будут фундаменты, заглубленные ниже ГПГ.

b67a4c08f5c7f1dea2f49c202d590b5c.jpg

Приведем несколько примеров и постараемся определить тип фундамента, подходящий в таких условиях:

  • Тяжелый дом. Здание из пенобетона, кирпича или других подобных материалов, высотой в 3-5 этажей. В этом случае целесообразно использовать фундаменты, которые будут углублены. Решающим условием является УГВ. При очень низком уровне грунтовых вод можно построить заглубленный фундамент, находящийся ниже того уровня, до которого промерзает почва. Это следующие типы фундаментов: ленточный, свайный, плитный. Если геологи обнаружат высокий уровень промерзания и дренаж основания здания не могут позволить выполнить снижение уровня грунтовых вод, то возможен вариант малозаглубленного фундамента, то есть заливают железобетонную плиту.
  • Легкий дом. Это, в основном, постройки из бруса. В этом случае подходят фундаменты, которые заглублены на малую глубину. Допустимо залить армированную плиту или мелкозаглубленный ленточный фундамент. Второй вариант будет менее затратным. Важный момент заключается в создании жесткой конструкции, которая будет воспринимать местные деформации и распределять их равномерно на здание.

0f323aa032a64a323bf28cb653d50add.jpg

Не стоит упускать из вида возможность замены пучинистого грунта на грунт с лучшими характеристиками. Довольно часто условия, при которых почвы, подверженные пучению, прекратят проявлять свои недостатки, создать проще, чем проводить строительство таком грунте. Эти условия можно достичь путем изменения глубины промерзания земли в меньшую сторону – проложить утеплитель по периметру строящегося дома и организовать систему дренажа.

f941ecef743ccf23282f4f0ea32a4abe.jpg

Условия для строительства на любом участке индивидуальны и сильно отличаются от норм. Обязательно проведите геологоразведку, узнайте характеристики грунта на выбранном вами для строительства участке, и уже после этого, приступайте к возведению дома.

Вам понравилась статья?

Вступайте в наше сообщество ВК, где мы рассказываем о всех нюансах загородной жизни и недвижимости.

Поделиться ссылкой в соцсетях:

Как уменьшить влияние пучения на фундамент дома

1.5: Карта промерзания почвы на территории России
ленточногоплитного фундамента Важно: решением проблемы является обустройство фундамента на железобетонных сваях, итоговая стоимость которого получается значительно меньшей, а несущие характеристики, устойчивость в грунте и долговечность превосходят аналогичные свойства как ленточного, так и плитного фундамента.
уплотняющей подушки из песка Рис. 1.6: Песчано-гравийная подушка под фундамент

Рис

1.7: Замена пучинистого грунта песком и обустройство дренажной системы

Полезные материалы

df76fec75f4d6a9899e6a5c693ff078b.jpg

Устройство свай

В данной публикации приведена информация о технологии обустройства фундаментов из буронабивных, буроинъекционных, винтовых и забивных свай.

b0ea114eea942b4ed0774cbc62a8444c.jpg

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

e8a447bfd355a44d686cd3380f23291e.jpg

Строительство на пучинистых грунтах всегда требует особого подхода к выбору фундамента. Силы пучения грунта способны разрушительно воздействовать…

Современная классификация грунтов по пучинистости

Сегодня грунты подразделяются на пять групп разновидностей по степени морозной пучинистости. Современная классификация грунтов по пучинистости зависит от гранулометрического состава грунта, природной влажности, глубины залегания уровня грунтовых вод и расчетной глубины промерзания грунтов.

Современная классификация грунтов по степени морозной пучинистости следующая:

К наиболее морозоопасным сильнопучинистым грунтам относятся: пылеватые супеси, суглинки и пылеватые глины пластичной консистенции при расположении уровня грунтовых вод в слое сезонного промерзания или ниже нормативной глубины промерзания в супесях не более чем на 0,5 м, а в суглинках и глинах не более 1 м.

К среднепучинистым грунтам относятся: пески пылевые, супеси, суглинки и глины с природной влажностью, превышающей показатель консистенции 0,5, при стоянии уровня грунтовых вод, превышающем нормативную глубину промерзания в пылеватых песках не более чем на 0,6 м, в супесях – не более чем на 1 м, в суглинках – не более чем на 1,5 м и в глинах – не более чем на 2 м, по степени морозной пучинистости.

К группе слабопучинистых грунтов относятся: пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины тугопластичной консистенции, а также крупноблочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при стоянии уровня грунтовых вод, превышающем нормативную глубину промерзания: в пылеватых и мелкозернистых песках не более чем на 1 м, в супесях – не более чем на 1,5 м, в суглинках (с числом пластичности меньше 0,12) – не более чем на 2 м, в суглинках (с числом пластичности более 0,12) – не более 2,5 м и в глинах (с числом пластичности меньше 0,28) – не более чем на 3 м.

К условно (практически) непучинистым грунтам относятся: крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые и все виды глинистых грунтов твердой консистенции с природной влажностью в период промерзания меньшей, чем влажность на границе раскатывания при уровне грунтовых вод ниже нормативной глубины промерзания: в крупнообломочных, пылеватых и мелкозернистых песках более чем на 1 м, в супесях — более чем на 1,5 м, в суглинках (с числом пластичности меньше 0,12) – более чем на 2 м, в суглинках (с числом пластичности более 0,12) на 2,5 м и в глинах с числом пластичности меньше 0,28 – более чем на 3 м.

К непучинистым грунтам относятся: скальные, крупнообломочные грунты, содержащие менее 30% по массе частиц диаметром пески гравелистые крупные и средней крупности независимо от их природной влажности и уровня залегания грунтовой воды.

Эта современная классификация грунтов по степени морозной пучинистости включена в стандарт для проверки устойчивости фундаментов на действие сил морозного пученния грунтов оснований.

При определении степени морозной пучинистости грунтов следует в основном ориентироваться на их природную влажность и положение уровня стояния грунтовой воды на период, соответствующий началу промерзания грунта.

Перейти к началу раздела → Фундаменты на пучинистых грунтах

  • Морозное пучение грунтов
  • Классификация грунтов по степени морозной пучинистости
  • Факторы влияющие на процесс морозного пучения грунтов
  • Глубина и скорость промерзания грунтов
  • Литература — книги по пучинистым грунтам и фундаментам

Чтобы купить пеноблоки от производителя в Московской области или заказать нужный объём, необходимо предварительно связаться с отделом продаж пеноблоков.

Отдел продаж →

Мероприятия против пучнистости грунта

f1bfa0414a18c4b935afbdb6a1d5b920.jpg

Можно качественно и надёжно утеплить фундамент со всех сторон, это снизит процент негативного влияния мёрзлой земли на базис

Если дом уже построен и при этом фундамент нужно дополнительно защитить, то можно применить такие методы и техники:

  • Вокруг готового фундамента можно полностью заменить грунт на непучнистый. Для этого придётся проделать большие земляные работы, но результат того стоит.
  • Можно качественно и надёжно утеплить фундамент со всех сторон. Это снизит процент негативного влияния мёрзлой земли на базис.
  • Качественные отмостки и ливневая канализация идущие от основания дома помогут отводить воду и тем самым делать количество жидкости в почве меньшим. А значит, и пучение грунта будет снижено.

Все эти способы и технологии строительства вполне позволяют строить долговечные и крепкие дома на прихотливых почвах.

Методы борьбы с вспучиванием

Если возникла необходимость возвести фундаменты на пучинистых грунтах, можно предпринять во время строительства такие меры:

Схема нарушения структуры грунта основания при промерзании за счёт сил пучения и при оттаивании за счёт снижения прочностных свойств из-за обильного водонасыщения основания.

  • полная смена грунта, находящегося под основанием, на непучинистый. В этом случае под несущую конструкцию засыпают щебенку и песок. Из непучинистых материалов выполняют обратную отсыпку, что позволяет снизить вспучивание с боковых сторон;
  • , стеновые конструкции которого отличаются повышенной гладкостью. В этом случае проблемы, вызываемые вспучиванием, решаются за счет гидроизоляционных прослоек, которые выкладываются на боковых стенах. Эти прослойки снижают сцепку грунтовых масс с основой сооружения;
  • возведение основания с нижней частью, имеющей вид расширенного монолита. Этот способ подходит для очень многих видов несущих систем, например, для ленточных, столбчатых и свайных фундаментов;
  • прокладка горизонтальной теплоизоляции на грунтовые массы по всему периметру строения. Этот способ эффективно работает только в случае наличия отопительной системы и нормального . Под хорошо отапливаемым домом в комплексе с качественной тепловой изоляцией вспучивание земли происходит не сильно.

Схема замены пучинистого грунта песком.

Важно помнить, что воздействие вспучивающих сил ощущается тем сильнее, чем ближе к поверхности земли находится влага. . Излишнее количество влаги в земле может привести к ее размытию

В некоторых жидкостях могут содержаться вещества, отрицательно влияющие на бетонные конструкции и различные армирующие изделия. Эти проблемы тоже решаются при помощи гидроизоляционной прослойки.

Излишнее количество влаги в земле может привести к ее размытию. В некоторых жидкостях могут содержаться вещества, отрицательно влияющие на бетонные конструкции и различные армирующие изделия. Эти проблемы тоже решаются при помощи гидроизоляционной прослойки.

В процессе разработки проекта необходимо учитывать сезонные изменения залегания грунтовых вод. В разных регионах жидкость может подниматься на разную высоту. С грунтовой влагой можно успешно бороться с помощью создания дренирующих систем, снижающих вспучивание в месте нахождения фундамента.

Ленточный заглубленный фундамент с заложением на глубину промерзания

Заложение подошвы ленточного фундамента на глубину промерзания не всегда защищает от деформаций легкие малоэтажные здания. Такие фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют большие по значению касательные силы пучения. Эти силы стремятся зимой вытолкнуть фундамент и здание вверх.

Нагрузки от веса здания на 1 пог.м ленточных фундаментов в одно-, двухэтажных домах не превышают величины 40… 120 кН. Небольшие нагрузки на фундаменты обуславливают повышенную их чувствительность к силам морозного пучения.

Находящиеся в пучинистых грунтах ленточные фундаменты малоэтажных домов часто подвергаются выпучиванию, если действующие на них нагрузки от веса здания не уравновешивают силы пучения.

Ленточные фундаменты на глубину промерзания — это материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, к тому же, не обеспечивающие надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных па пучинистых грунтах.

Затраты на устройство таких фундаментов составляют слишком большой удельный вес в общей стоимости строительства дома.

Ленточные фундаменты с заложением подошвы на рекомендуется применять только для частных домов с подвалом.

Ленточные конструкции особенности строительства на пучинистых почвах

Подземная часть постройки способна принять массу дома и передать ее плотным слоям грунта

Планируя, какой фундамент будет актуальным в местностях с пластичными вспучивающимися грунтами, обратите внимание на надежность и долговечность ленты. Чтобы выполнить железобетонную полосу, понадобиться максимум материалов, но затраты будут оправданы

Условия возведения ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный тип основы на вспученных грунтах предусматривает инженерно-геологические изыскания

Пучинистые почвы могут привести к растрескиванию подошвы, поэтому важно учесть: . разновидность почвенного массива;
уровень промерзания земли и количество воды;
несущую нагрузку постройки;
наличие подпола и подземных магистралей;
период эксплуатации здания.

  • разновидность почвенного массива;
  • уровень промерзания земли и количество воды;
  • несущую нагрузку постройки;
  • наличие подпола и подземных магистралей;
  • период эксплуатации здания.

b86a539a30af2c2e6311c6352027b652.jpg

Сооружение-лента актуально для кирпичных, бетонных домов с плотными стенами, конструкций с перекрытиями из железобетона. Стенки ленты могут образовывать стены подвального помещения или погреба.

Инструменты и материалы для закладки

Строительство заглубленного фундаментального сооружения проводится с применением следующего инвентаря и расходного сырья:

  • уровня и вязальной проволоки;
  • лопат – штыковой и совковой;
  • шнура для разметки территории;
  • арматуры с ребристым сечением диаметром 10-14 мм;
  • деревянных досок, топора, молотка, гвоздей и ножовки;
  • цемента, щебня и песка;
  • бетономешалки.

Перед началом работ важно составить проект, на котором будут указаны необходимые параметры изделия.

Последовательность закладки ленты

Строительство ленточного основания проводится в несколько этапов:

  1. Создается план здания или хозблока, определяется глубина заложения конструкции.
  2. С готового чертежа на землю переносится схема фундамента.
  3. Монтируется обноска на расстоянии 1-2 м от стороны дома.
  4. Выкапывается траншея глубиной 1 м, устилается песчано-гравийная подушка высотой 12-15 см.
  5. На подушке укладывается слой гидроизоляции – полиэтилен либо рубероид. Как альтернатива рулонным материалам применяется заливка битумом.
  6. Обустраивается опалубный каркас и арматурная сетка из стержней диаметром 8-14 мм.
  7. В опалубку заливается бетонное тесто из цемента марки М200, песка и щебня.

Заглублять основание строительные эксперты рекомендуют ниже промерзания земли и выдерживать до 28 дней, а потом снимают опалубку.

Разновидности фундаментальных основ для грунтов, подверженных вспучиванию

Устройство фундамента на пучинистых грунтах предусматривает устранение объема почвы в зимние месяцы. С этой целью выполняют мелкозаглубленные сооружения ленточного типа, отличающиеся простым алгоритмом заливки.
Столбчатые основы лучше строить, когда опорные элементы можно заглубить ниже крайней точки промерзание почвы. Столбы используют на суглинках, местностях с высоким УГВ, на сырых и заболоченных участках. Опоры выполняют из металлических, ЖБИ, асбестоцементных труб.
Сваи проблематично установить по причине применения строительной техники. Но, если вы готовы вложить средства в обустройство дачных владений, такой способ будет удачным.

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.

За период весенних перепадов уровня воды дом может просесть на несколько сантиметров, а этого вполне достаточно для того, чтобы вызвать неизбежные разрушения в постройке. Их в дальнейшем будет крайне сложно нивелировать.

2394dcc079274ddc98d1b31f29bf6194.png

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:

  1. Ставрополь и Нальчик — 70 см.
  2. Сургут, Нижневартовск, Воркута и Салехард — 240 см.
  3. Петропавловск и Тобольск — 210 см.
  4. Новосибирск и Омск — 220 см.
  5. Днепропетровск, Ростов, Минск и Киев — 90 см.
  6. Кустанай и Курган — 200 см.
  7. Уральск и Самара -160 см.
  8. Одесса, Львов и Севастополь — 70 см.
  9. Челябинск, Екатеринбург и Пермь — 190 см.
  10. Уфа и Оренбург -180 см.
  11. Николаев, Симферополь и Краснодар — 80 см.
  12. Казань, Киров, Ижевск и Ульяновск — 170 см.
  13. Пенза, Саратов, Вологда и Кострома — 150 см.
  14. Тверь, Санкт-Петербург, Воронеж, Тамбов, Тула, Новгород, Москва, Рязань и Ярославль — 140 см.
  15. Астрахань и Псков — 110 см.
  16. Курск, Волгоград и Смоленск — 120 см.
  17. 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.

Теплоизолированный утепленный фундамент мелкого заложения ТФМЗ

Следует учитывать, что степень морозного пучения грунта, прочность элементов здания может со временем меняться. Это создает постоянный риск для зданий, построенных на фундаментах, описанных выше.

Современным способом решения проблемы морозного пучения для частного дома, является применение теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ).

Теплоизолировать можно любые конструкции фундаментов. Для этого утепляют слоем теплоизоляции сам фундамент, а также грунт под и вокруг фундамента.

61eee60a170d63555dd9f41551dda1f9.jpg
Рис.1. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий.

Теплоизоляция фундамента предотвращает промерзание грунта вблизи фундамента, что позволяет не принимать во внимание воздействие сил морозного пучения на здание. . Использование для утепления фундамента современных теплоизолирующих материалов делает этот способ экономически более эффективным, позволяющим упростить и удешевить конструкцию здания, избежать рисков, связанных с ошибками в проектировании и строительстве, с изменением свойств грунта и прочности здания в процессе эксплуатации

Использование для утепления фундамента современных теплоизолирующих материалов делает этот способ экономически более эффективным, позволяющим упростить и удешевить конструкцию здания, избежать рисков, связанных с ошибками в проектировании и строительстве, с изменением свойств грунта и прочности здания в процессе эксплуатации.

Фундамент на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

В зимнее время некоторые виды грунтов пучатся. Это явление называется морозным пучением. Под его воздействие попадают такие виды грунтов:

  1. Глинистые и суглинистые.
  2. Песчаные пылеватые и мелкозернистые.

Они под влиянием холода увеличивают свои объёмы. Поскольку вода, накопленная в них, зимой замерзает. Происходит выталкивание грунта наружу. Если в грунте влаги нет, то пучинистость возникает по такой причине – в грунте перераспределяются пары влаги. Она идёт вверх.

И при таком раскладе грунт считается слабопучинистым. В этом случае фундамент дополнительно защищается.

По данному критерию есть следующие категории грунтов:

  1. Со слабым пучением.
  2. Со средним пучением.
  3. С сильным пучением.

Масштабы изменений определяются видом грунта на рабочем участке.

d930f8d1834544599537c1a03eeb3c11.jpg

Так деформируется фундамент под воздействием морозного пучения.

Распространение пучинистых грунтов на территории России

Так как песчаные и глинистые основания распространены повсеместно, то можно считать, что расположение грунтов с пучинистыми свойствами охватывает почти половину территории России. Сюда входят:

  • западные области РФ: Калининградская, Псковская и Ленинградская области и Республика Карелия;
  • средняя полоса РФ: Владимирская, Калужская, Ивановская, Костромская, Рязанская, Московская, Смоленская, Тверская, Тамбовская, Тульская, Ярославская, Белгородская, Брянская, Вологодская, Воронежская, Кировская, Курская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Ульяновская области, Чувашская Республика;
  • южные части Архангельской и Мурманской областей, Хабаровского края, Республики Якутия, Красноярского края, Иркутской и Тюменской области, Республики Коми;
  • Амурская, Читинская, Новосибирская, Омская, Кемеровская области, Республики Бурятия, Коми, Тыва, Алтай, Свердловская область, Республики Татарстан и Башкортостан, Волгоградская область, Ростовская область, Республика Калмыкия;
  • северные части Краснодарского и Ставропольского краев.

Исключается зона вечной мерзлоты, которая охватывает большую часть территорий Якутии, Красноярского края, Тюменской и Архангельской области, Республики Коми. Зона вечной мерзлоты отличается тем, что грунт там промерзает на сотни метров вглубь, поэтому проблема пучинистых грунтов для этой зоны неактуальна.

Точно так же неактуальна проблема морозного вспучивания для регионов, где в основании зданий залегают в основном грунты скальные и крупнообломочные – это все северокавказские республики и южная часть Ставропольского края.

Кроме того, проблема пучинистости не имеет значения для территорий, где основания практически не промерзают – это южная часть Краснодарского края и Республика Дагестан.

Глубина промерзания наряду с уровнем расположения грунтовых вод является определяющими факторами, влияющими на величину возможного вспучивания основания. Например, в регионах, близких к Байкалу, где глубина промерзания может достигать 2,5 м, подъем поверхности при вспучивании может достигать 30-40 см, в Подмосковье при глубине промерзания 1,5 м подъем поверхности составляет 15-18 см.

Поэтапность промерзания

Если в земле содержится много песка и гравия, то ей заморозки не страшны. Это идеальный вариант для установки фундамента любого строения. Если таких примесей в почве недостаточно много, то фундамент устанавливается выше промерзающего слоя, вдали от подземных вод. Если этого не учитывать, то в заморозки сложно будет избежать пучения грунта, которое способно привести к серьёзным последствиям: трещинам на каркасе дома и даже к его возможному разрушению. Последствия зависят от того, какова сила давления почвы. Но этого вполне можно избежать, если заранее всё предусмотреть.

Холода в нашей стране могут длиться довольно долго – 2-9 месяцев, в зависимости от региона. Поэтому пучение грунта вполне возможно. Оно не наступает сразу, а проходит поэтапно:

  1. Предварительная стадия.
  2. Основная.
  3. Переохлаждение.

На первом этапе грунт лишь слегка охлаждается. При такой температуре жидкость в ней не промерзает. Но когда наступает второй этап, вода кристаллизируется и превращается в лёд. После этого наступает стадия переохлаждения. То есть происходит сжатие грунта под воздействием сильных холодов. Начинается понижение его температуры, и если в почве много влаги, она пучится. Переход от одного этапа к другому происходит медленно, и просчитать этот процесс невозможно. После прохождения всех этапов начинается оттаивание промёрзшей земли. Кстати говоря, этот процесс может стать причиной оседания дома, на что влияют сила и периодичность процесса.

Учитывая эти особенности, стает ясно, что монтаж фундамента ни в коем случае нельзя производить в холодную, точнее в морозную, погоду. Особенно это касается регионов, таких как крайний север, например. Если пренебречь этим правилом, осадку дома и, возможно, его разрушения сразу после постройки избежать не удастся. Но стоит учитывать и ряд других причин, кроме длительных холодов.

Влияния промерзания грунта на фундамент

Распространение пучинистых грунтов на территории России

Так как песчаные и глинистые основания распространены повсеместно, то можно считать, что расположение грунтов с пучинистыми свойствами охватывает почти половину территории России. Сюда входят:

  • западные области РФ: Калининградская, Псковская и Ленинградская области и Республика Карелия;
  • средняя полоса РФ: Владимирская, Калужская, Ивановская, Костромская, Рязанская, Московская, Смоленская, Тверская, Тамбовская, Тульская, Ярославская, Белгородская, Брянская, Вологодская, Воронежская, Кировская, Курская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Ульяновская области, Чувашская Республика;
  • южные части Архангельской и Мурманской областей, Хабаровского края, Республики Якутия, Красноярского края, Иркутской и Тюменской области, Республики Коми;
  • Амурская, Читинская, Новосибирская, Омская, Кемеровская области, Республики Бурятия, Коми, Тыва, Алтай, Свердловская область, Республики Татарстан и Башкортостан, Волгоградская область, Ростовская область, Республика Калмыкия;
  • северные части Краснодарского и Ставропольского краев.

Исключается зона вечной мерзлоты, которая охватывает большую часть территорий Якутии, Красноярского края, Тюменской и Архангельской области, Республики Коми. Зона вечной мерзлоты отличается тем, что грунт там промерзает на сотни метров вглубь, поэтому проблема пучинистых грунтов для этой зоны неактуальна.

Точно так же неактуальна проблема морозного вспучивания для регионов, где в основании зданий залегают в основном грунты скальные и крупнообломочные – это все северокавказские республики и южная часть Ставропольского края.

Кроме того, проблема пучинистости не имеет значения для территорий, где основания практически не промерзают – это южная часть Краснодарского края и Республика Дагестан.

Глубина промерзания наряду с уровнем расположения грунтовых вод является определяющими факторами, влияющими на величину возможного вспучивания основания. Например, в регионах, близких к Байкалу, где глубина промерзания может достигать 2,5 м, подъем поверхности при вспучивании может достигать 30-40 см, в Подмосковье при глубине промерзания 1,5 м подъем поверхности составляет 15-18 см.

Обустройство свайной основы

На проблемных грунтах неглубокий тип опоры будет оптимальным. Работы заключаются в закручивании винтовых свай ниже промерзания грунта. Конструкция обеспечивает поддержку здания независимо от его массы и типа почвы (рыхлой, песчанистой, пучинистой или заболоченной). Сваи незначительным образом контактируют со вспучившейся землей, исключая ее влияние на постройку.
Проектирование и сооружение фундаментов на сваях подчиняется СНиП 2.02.03-85, согласно которому применяются полые изделия из металла, дерева и бетона, куда заливают цементный раствор. Согласно несущей нагрузке здания выделяются стойки, проникающие в мягкие грунты и висящие опоры, нужные для промерзающих торфяников или в регионах с экстремальным климатом.

Применение свай-опор

На вспучиваемом грунте монтируют буронабивные изделия, бетонируя их в пробуренных траншеях. Алгоритм строительства можно представить так:

  1. Оформление траншей диаметром 30 см при помощи ручного бура. Глубина котлована (не более 10 м) определяется согласно увеличению объема влаги в почве. Ямы располагаются с шагом, равным 120 см.
  2. Укладка чехла из ПВХ-пленки, рубероида или стали с оцинковкой в скважинах. Мероприятие предотвратит выталкивание элементов в период пучинистости.
  3. Установка арматурного каркаса в виде 3-х связанных прутов, который устранит вероятность разрыва основы.
  4. Бетонирование стержней тяжелым бетоном. Заливка ведется непрерывно, а тесто уплотняется путем прокалывания смеси.

Возводить дом допустимо через 30 дней – тогда бетонный состав отвердевает.

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.

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.

При залегании под подошвой фундамента (в пределах ) грунтов различной консистенции степень пучинистости этих грунтов в целом принимается по средневзвешенному значению.

Откуда берутся подземные воды и что такое верховодка читайте в статье .

Как уменьшить пучинистость грунта в основании фундамента

Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент. При сильно пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.

Для снижение деформаций пучения грунта обычно выполняют следующие мероприятия:

1. Хорошим вариантом решения проблемы стабилизации пучинистых грунтов может быть устройство насыпи из непучинистого грунта и устройство фундамента уже на ней. В этом случае решаются две задачи — поднимается общий уровень придомовой территории (обычно это актуально для таких грунтов) и улучшаются параметры грунта.

2. Частичная или полная замена пучинистого слоя на непучинистый путём создания подушек из крупного или среднего песка с высоким коэффициентом фильтрации.

3. Понижение влажности грунта (путём использования геотекстиля для снижения капиллярного подсоса, устройства дренажа, глиняных замков и отмосток, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от здания посредством устройства вертикальной планировки, водосборных канав, лотков, траншей, дренажных прослоев и т.п.).

4. Утепление грунтов, например, устройство теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ).

Читать далее:

Выбор фундамента устойчивого к морозному пучению грунта
Грунты в основании фундамента

Выбери тип фундамента для своего дома

Выбор фундамента для частного дома на пучинистом грунте

Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.

Фундамент для дома на пучинистых грунтах?

Плитный фундамент оптимальный вариант

Земля, подверженная вспучиванию, способствует возникновению трещин на цоколях построек. Монолитная плита, заглубленная в грунт, понадобиться для поддержки деревянного или газобетонного дома небольшой квадратуры. Строительство монолита имеет ряд нюансов:

  • хороший способ сделать устойчивую основу – использование ребристой плиты;
  • цельный элемент усиливается перемычками, между которыми засыпается гравий или песок;
  • для зданий из легких материалов достаточно платформы толщиной 25 см;
  • плиту целесообразно армировать стержнями диаметром 14 мм, соблюдая шаг 20 см. Прием способствует равномерной нагрузке домов на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.

Плитному основанию отводится функция утеплителя. Чтобы исключить промерзание грунтов, на поверхность монолита наносят гидроизоляционное покрытие. Плиту можно усилить наливной стяжкой, которая одновременно будет стартом для организации теплого пола.

Пучинистый грунт что это такое И какие проблемы с ним могут быть

Пучинистый грунт – это слой почвы, который подвергается морозному пучению. Этот тип почв нестабилен. При оттаивании, или наоборот – промерзании, объем грунта изменяется, и тем самым воздействует на основание здания, которое стоит на такой земле. Конечно, это явление пагубно не для всех типов фундаментов, но на дома, построенные на ленточном, столбчатом и плитном типам пучение грунта приносит наибольшее количество проблем.

c55903e88769c3ec286c183af70b180d.jpg

Характерной особенностью пучинистого грунта является его промерзание и оттаивание, и обычно эти факторы выражаются неравномерно. Например, с южной стороны, весной, грунт оттает быстрее, а зимой — будет медленнее замерзать. Из-за этого возникнет деформация основания строения, и в последующем неизбежно приведет к постепенному разрушению фундамента.

По этой причине, многие специалисты в сфере строительства, поддерживают мнение, что основание дома должно быть достаточно жестким и эффективно способствовать равномерному распределению всех нагрузок. Следовательно, фундамент нужно обязательно армировать.

a56449c8b504a98a03fa6955a85b8266.jpg

Но, конечно же, одним только армированием проблему не решить. Необходимо применять и другие методы. Рассмотрим все это по порядку.

Негативное влияние почв на фундамент и стены дома

К сожалению, пучинистый тип грунта встречается на территории России очень часто. Это, так называемые, суглинки, глины, супеси и так далее, в общем, все типы почвы, которые имеют способность удерживать в себе воду

Поэтому важно, при постройке домов, учитывать эти моменты и, самое главное, подобрать соответствующий тип основания здания.

22950bbc35aeeb53b442b804035b7cc5.jpg

Рассмотрим факторы, значительно влияющие на этот выбор. Это два параметра земельного участка, связанные друг с другом:

  1. ГПГ или глубина промерзания грунта. Если почва будет влажной, то пучение грунта будет происходить на всю ту глубину, на которую он промерзает;
  2. УГВ, или уровень грунтовых вод. Этот фактор влияет на степень увлажненности почв.

Эти два параметра оказывают большое влияние на то, как поведет себя пучинистый грунт в переходные периоды календарного года: с зимы на весну и с осени на зиму.

Довольно часто возникает сложная ситуация, если нужно построить здание на плывуне. В этом случае, обязательно нужно произвести подробную геологоразведку, а впоследствии провести работы по утеплению фундамента и сделать дренажную систему участка, где будет производиться строительство.

Показатель давления грунта и его влияние на фундамент

Данный показатель означает давление паутинистого грунта, в частности — на фундамент постройки. Лед в земле может достигать огромных масс, которые способны вымещать фундамент на поверхность. Выделяют два вида типа выталкивающего воздействия на основание дома:

  • Вертикальное выталкивающее воздействие. Оно происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания.
  • Касательноевыталкивающее воздействие, происходящее вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.

Вертикальная сила наносит меньше вреда фундаменту. Деформации незначительные, и их можно заранее предотвратить. Для этого необходимо использовать для устройства фундамента только качественные компоненты, и делать основание строения ниже глубины промерзания.

При воздействии касательной силы, грунт не просто поднимается вверх, но и расслаивается. Это может повлечь полноценное разрушение здания, стоящего на нем. Особенно опасно такое явление, если дом имеет небольшую массу.

Схематически воздействие выталкивающих сил на основание дома представлено в следующей таблице:

А — давление фундамента на грунт. Б — сопротивление грунта. В — выталкивающие силы. Г — касательные боковые силы. УГВ — уровень грунтовых вод. УПГ — уровень промерзания грунта.
5da5201b16078de00c8bd0e2644f8936.jpg cf860d1218ba32bb266f3536ec069026.jpg
Неправильный способ закладки фундамента. Фундамент, заложенный выше уровня промерзания грунта, выталкивают силы вспучивания, поднимая его на высоту (а). Правильный способ закладки фундамента. Фундамент, заложенный ниже уровня промерзания грунта, не испытывает давления промерзлого грунта.

Мелкозаглубленный фундамент повышенной жесткости

3fd7f10e3d5c60f8cce6d8d79602cb79.jpg
Фундамент ленточный мелкозаглубленный
для частного дома на сильно пучинистых грунтах.
1 — монолитный бетон; 3 — противопучинистая песчано-
гравийная подушка; 4 — арматурный каркас; 7 — гидро-
изоляция.

Более эффективным путем решения проблемы строительства малоэтажных зданий на пучинистых грунтах является применение мелкозаглубленных фундаментов, приспособленных к неравномерным деформациям основания.

По конструкции такие фундаменты могут быть:

  • Ленточными
  • В виде фундамента-плиты
  • А в некоторых случаях и столбчатыми с ростверком.

Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах заключается в том, что, например, ленточные фундаменты всех стен частного дома объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на принципиально новом подходе к их проектированию, в основу которого заложен расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации фундамента, в том числе неравномерные, однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей здания.

При расчете оснований по деформациям пучения учитываются , передаваемое на него давление, а также жесткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб.

Надфундаментные конструкции (стены, перекрытия) рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием.

Использование и учёт в расчётах понятий жёсткость-гибкость силового каркаса дома позволяет значительно уменьшить глубину ленточного фундамента для небольших зданий. Использование малозаглубленных ленточных фундаментов позволяет на 30-80% снизить затраты на возведение фундаментов.

Такие фундаменты требуют точного учета свойств грунта, предъявляют повышенные требования к прочности элементов здания, правильному выбору конструктивных решений и качеству строительных работ.

Имеются серьёзные теоретические обоснования и большая успешная практика строительства малоэтажных зданий из любых материалов на данных фундаментах. При этом, имеющийся некоторый негативный опыт использования мало заглубленных фундаментов, при экспертном изучении показывает, что основной причиной таких негативных ситуаций являются ошибки при проектировании и строительстве зданий.

Необходимым условием использования данного типа фундамента в конкретном случае является готовность и способность Заказчика провести качественные работы по изысканиям, проектированию и строительству.

Применение таких фундаментов безусловно оправдано для деревянных (бревенчатых, брусовых) или каркасных зданий, стены которых лучше переносят деформации.

Характеристика непучинистого грунта и особенности возведения фундамента

Как уже было сказано выше, фундамент наиболее оптимально возводить на безопасных почвах. К непучинистой почве относится скальный и обломочный грунт. Последний образуется в результате разрушения горных пород. к нему можно отнести гравий и щебень. По большей части это крупнозернистые материалы. Нередко они используются в строительном деле. В эту группу грунта входит и средне и крупнозернистый песок. Существует некоторая зависимость между и размерами его частиц. Чем они больше, тем боле безопасной является данный слой почвы и тем меньшее воздействие он оказывает на фундамент.

Схема устройства песчаной подушки в качестве опорной площадки.

Укладывается фундамент при таком типе почвы по следующей технологии. Не зависимо от глубины промерзания грунта и влажности его, он возводится мелко, то есть не глубоко. Это позволяет сэкономить время и силы на проведение земляных работ. При наличии скальной породы фундамент можно совсем не обустраивать. В некоторых странах Европы, например в Черногории, отдельных регионах Германии и Финляндии дома строят без фундамента благодаря именно этим особенностям местности. При наличии крупно песчаного грунта толщина бетонного фундамента составляет всего около 20 см.

Несомненно, эти расчеты актуальны только для небольших домов, а не для многоэтажных конструкций. После заливки бетона, когда он затвердеет, можно сразу возводить цоколь здания или же стены. В других случаях, когда характер грунта другой, вырывается траншея глубиной 50-70 см. После этого она засыпается несколькими слоями крупнозернистого песка, каждый толщиной по 15-20 см

Важно, что все слои тщательно поливаются водой. Что касается того, какой можно строить фундамент, то здесь нет никаких ограничения

Он может быть монолитным (плитным), столбчатым или ленточным. Для пучинистого же грунта наиболее оптимален столбчатый фундамент или основание анкерного типа, так как в этом случае нагрузка, в том числе действие касательных сил, на фундамент будет минимальным.

Типы фундаментов для пучинистых грунтов

b18e9c0a912725aa297c479163e5d49d.jpg

Надежность конструкций, возведенных в местах, подверженных вспучиванию, определяется их устойчивостью к воздействию касательных сил пучения. Нельзя делать заглубленное основание под малоэтажный дом с небольшим весом. Нагрузка дома на основание в этом случае будет меньше, чем действие касательных сил пучения, что приведет к его разрушению. Допускается делать глубоко заглубленный ленточный фундамент лишь для домов, возведенных из тяжелых материалов.

Поскольку промерзание почвы в средней полосе России достигает 1,5 м, то глубина залегания фундамента должна быть ниже этого уровня. Это потребует больших материальных затрат и рабочей силы.

Выходом из сложившейся ситуации стали монолитные фундаменты на сваях (или столбах). Непременным условием надежности свайной конструкции является заглубление столбов на глубину, превышающую уровень промерзания. Оптимальный вариант для пучинистых грунтов — монолитное железобетонное основание столбчатого типа.

В местностях с пучинистыми почвами успешно возводят мелкозаглубленные фундаменты. Чаще всего их используют при строительстве легких домов с небольшой площадью.

Фундамент плита, плитный фундамент

06e05f0d438c08440fcdea5cab5e5537.jpg
Стены дома опираются на плиту фундамента

Фундамент в виде монолитной железобетонной плиты под всей площадью дома — еще один вариант мелко заглубленного фундамента.

Большая площадь опоры позволяет значительно уменьшить удельные нагрузки на грунт. Усиленное армирование и большой расход бетона делают плитный фундамент самым дорогим в частном домостроении.

Фундамент — плиту для частного дома, из-за его высокой стоимости, целесообразно применять при слабой несущей способности грунта на участке. Плитный фундамент, так же, как другие типы фундаментов, для защиты от морозного пучения грунта может быть выполнен с устройством теплоизоляции или без неё.

b2c6a9fc30a32e8840def3dcd6252c43.jpg
Стены дома опираются на мелко заглубленный ленточный фундамент
с монолитной плитой подвесного пола по грунту.

Следует различать плитный фундамент и мелко заглубленный монолитный ленточный фундамент с подвесными полами по грунту.

В последнем случае заливают монолитный железобетонный ленточный фундамент и монолитную железобетонную плиту пола по грунту.

В этом варианте монолитная железобетонная плита пола не участвует в передаче нагрузки от веса здания на грунт, а исполняет роль плиты перекрытия и должна рассчитываться на нормативную нагрузку перекрытий, иметь соответствующую прочность и армирование.

Грунт фактически здесь используется только как временная опалубка при устройстве железобетонной плиты перекрытия. Такую конструкцию часто называют «подвесной пол по грунту».

Ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола часто ошибочно считают плитным фундаментом с ребрами жесткости. Конструкции действительно похожи, но есть существенная разница в деталях — армировании, размерах.

Во всех случаях при устройстве фундаментов необходимо предусматривать водозащитные мероприятия, направленные на снижение деформаций пучения грунта — обеспечивающие уменьшение влажности грунта, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от дома посредством устройства вертикальной планировки, дренажных сооружений,водосборных канав, лотков, траншей и т.п.

Мало заглубленные фундаменты следует с осторожностью применять для домов на крутых склонах и откосах. Для мало заглублённых фундаментов довольно велика опасность сдвига (соскальзывания) из-за практически полностью отсутствующего защемления в грунте

Как видим, выбор принципиальной конструкции и расчет фундамента сложная и ответственная задача. Итоговые результаты прежде всего зависят от достоверной оценки грунтов в основании здания, которые без изысканий получить достаточно сложно. Цена ошибки может быть очень велика.Самостоятельный выбор фундамента можно рекомендовать для вспомогательных, хозяйственных построек и небольших садовых домиков.

Проектирование фундамента для строительства дома разумнее заказать специалистам.

Дополнительную информацию по устройству и применению малозаглубленных фундаментов можно получить из книги одного из авторов СНиПов В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь». Скачать книги в формате djvu 389 кбайт. и в формате PDF 4150 кбайт (перейти по ссылке и выбрать в меню слева вверху «Файл» > «Загрузить»).

Выбери тип фундамента для своего дома —

Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.

Фундамент для дома на пучинистых грунтах? Смотреть! — все опросы

Расчет нагрузки, площади подошвы и толщины песчаной подушки фундамента мелкого заложения

Пучинистые грунты это

Пучинистые грунты — грунты, которые изменяют свой объем и свойства при промерзании — оттаивании. К ним относятся глины, суглинки, супеси, пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с включением выше перечисленных грунтов более 35 % объема. При замерзании грунта развиваются силы нормального и касательного пучения, которые, воздействуя на фундамент, могут вызвать его перемещение и деформации надфундаментных конструкций. Практически непучинистыми грунтами могут быть: мелкие и пылеватые пески и глинистые грунты твердой консистенции при глубоком залегании уровня грунтовых вод, а именно мелкие пески при z > 0,5 м, пылеватые пески при z > 1,0 м, супеси при z > 1,5 м, суглинки при z> 2,5 м и глины при z > 3,0 м (z — глубина залегания уровня грунтовых вод, считая от подошвы слоя сезонного промерзания).

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015 .

Смотреть что такое «Пучинистые грунты» в других словарях:

Грунты пучинистые — – склонные к увеличению объема при насыщении водой и ее замерзании зимой. [Словарь основных терминов, необходимых при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Москва. 1967] Рубрика термина: Минералы Рубрики… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

грунты пучинистые — 3.39 грунты пучинистые. Общее название грунтов, относительное морозное пучение которых превышает 1 %. Источник: СП 78.13330.2012: Автомобильные дороги … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Грунты пучинистые — общее название грунтов, относительное морозное пучение которых превышает 1 %. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

СТО 36554501-012-2008: Применение теплоизоляции из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС при проектировании и устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах — Терминология СТО 36554501 012 2008: Применение теплоизоляции из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС при проектировании и устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах: «Мостики холода» разрывы в теплоизоляции,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Минералы — Термины рубрики: Минералы Андезит Волластонит Грунты гравийные Грунты дресвяные Грунты засолеленные … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Пример — Изображение отпечатка пальца. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пример теплотехнического расчета трубопровода при подземном переходе железной дороги. — 4.5. Пример теплотехнического расчета трубопровода при подземном переходе железной дороги. Проектируется переход железной дороги теплопроводом под путями 2 класса во II климатическом районе. Многолетняя средняя сумма градусо суток отрицательных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Переходы железных дорог трубопроводами — Терминология Переходы железных дорог трубопроводами: 4.5. Пример теплотехнического расчета трубопровода при подземном переходе железной дороги. Проектируется переход железной дороги теплопроводом под путями 2 класса во II климатическом районе.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СП 78.13330.2012: Автомобильные дороги — Терминология СП 78.13330.2012: Автомобильные дороги: 3.1 автомобильная дорога. Комплекс конструктивных элементов, предназначенных для движения с установленными скоростями, нагрузками и габаритами автомобилей и иных наземных транспортных средств … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Способы минимизации ущерба от пучения

Помимо создания песчаной подушки, существуют и другие способы, позволяющие снизить ущерб от пучения грунта. Их список выглядит следующим образом:

Удаление влаги. Такой способ предусматривает создание отмостки. Она выступает в качестве ограждения грунта вокруг основания дома, предупреждая проникновение в него осадков и влаги через нижние слои почвы. Можно вместо нее создать качественную дренажную систему, однако ее устройство обойдется достаточно дорого.

3e4bea59aca1ac37678859a846661db4.jpg

Схема утепления фундамента пенопластом.

Утепление грунта. Этот вариант включает в себя укладку слоя теплоизоляционного материала вокруг дома. Сущность такого способа, предусматривающего защиту от пучения, состоит в том, что находящийся около жилища грунт защищается утеплителем, чтобы предотвратить его промерзание. В итоге ликвидируется морозное пучение

Но здесь важно использовать только те теплоизоляционные материалы, которые способы сохранить свои высокие эксплуатационные свойства даже во влажной среде и могут выдерживать значительные нагрузки, которые обеспечиваются расположенными над ними строениями. Под такие требования в наибольшей степени подходит экструдированный пенополистирол

Можно использовать любую марку этого современного изоляционного материала. Но перед тем как произвести им утепление, потребуется выкопать вокруг дома траншею на глубину около 0,5 м. После этого на ее дно укладывают песок с небольшим уклоном в сторону от основания дома, а потом его тщательно трамбуют. Затем на него устанавливаются теплоизоляционные плиты. При этом в зоне углов строения предусматривается их кладка в 2 слоя.

Схема фундамента на рубероиде.

Прокладка рубероида. Такой способ предусматривает сглаживание поверхности основания дома. В ходе него рубероид устанавливается между грунтом и фундаментом. В результате того, что нижние слои почвы будут скользить по изоляционному материалу и при этом не станут вступать в контакт с бетонным основанием дома, происходить его выталкивание не будет.

Понижение температуры замерзания грунта. Данный способ не менее эффективен. Он предусматривает использование реагентов. Ими производится обработка грунта перед тем, как будет выполнена заливка фундамента. Вследствие этого негативный эффект от пучения можно снизить в несколько раз.

Расширение фундамента. Если известно, что пучения носят касательный характер, то тогда данный вариант может успешно использоваться. Он предусматривает создание фундамента с монолитным расширенным нижним основанием. Такая подошва является универсальной. Ее можно использовать при создании ленточного, столбчатого и свайного фундамента.

Использование обмазок. Для того чтобы предотвратить смерзание поверхности фундамента с грунтом, можно использовать специальные средства в виде обмазок. Они выступают в качестве устойчивых покрытий. Поэтому предотвратят негативное воздействие от пучения.

Проведение засоления. Такой способ имеет не слишком продолжительный эффект. Ведь соль, которая выкладывается на поверхность грунта перед созданием фундамента, со временем становится пресной.

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.

3575fbcd0c93ddfa35d216d47abe9215.jpg

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.

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.

8f99eb570ffb0f541bd0c1cab4502723.jpg

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.

Особенности пучинистого грунта

ce468e4d66286e15338ea9094b48fbcf.jpg

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды. В результате в сезон морозов эта самая вода кристаллизуется (то есть замерзает), увеличиваясь от этого в объеме, а именно — в почве присутствует лёд, которому требуется место.

Особенно пучнистыми являются такие почвы:

  • Мелкопесчаные с высоким уровнем грунтовых вод;
  • Глинистые и суглинистые;
  • Пылеватые почвы.

Грунт, насыщенный в зимнее время года льдом, начинает пучиться, отыскивая себе место. Таким образом происходит смещение фундамента под воздействием пучнистой земли. Причем в зависимости от степени заглубленности основания негативное воздействие грунта может оказываться как снизу, так и на стенки фундамента. То есть, если основание дома не углубляют ниже уровня промерзания почвы, то такой базис находится как бы на поверхности играющей лавы. Его постоянно деформирует, меняя соответственно и первоначальное положение дома. Если же фундамент углубляют ниже уровня промерзания грунта, то здесь пучинистая земля снизу не оказывает влияния на каркас дома, а вот на боковые его стенки изрядно давит. Стоит ли говорить о негативных последствиях для дома в результате такого влияния на фундамент.

Важно: уровень промерзания грунта в средней полосе России достигает отметки 1,5 метра. И углублять фундамент ниже этого уровня очень затратно

Поэтому стоит подобрать один из приведенных ниже типов фундамента, который отлично справится с нагрузкой, оказываемой на него и домом, и почвой.

Стоит отметить, что в момент промерзания и пучения почва может увеличиваться в объеме в диапазоне 4-12%. И объем увеличения полностью зависит от количества воды в грунте.

Профессионалы делят пучнистые земли по степени пучения на такие виды:

  • Слабопучнистые почвы. Процент увеличения грунта в объеме не превышает 4%.
  • Среднепучнистые. Здесь земля увеличивается в объеме до 8%.
  • Сильнопучнистый грунт. Его объем может увеличиться до 12%.

При этом процент вспучивания почвы обусловлен дополнительными факторами, такими как:

  • Уровень расположения подземных вод;
  • Глубина промерзания почвы;
  • Дисперсионные свойства грунта;
  • Высота капиллярного смачивания слоёв земли на участке.

Замена пучинистого грунта на непучинистый

В тех случаях, когда участок земли состоит из пучинистого грунта, прибегают к комплексу мероприятий, которые будут направлены на уменьшение пучения грунта или снижение нагрузки на фундамент здания. К таким мероприятиям можно отнести конструктивные, инженерно-мелиоративные, термохимические. Наибольший интерес представляют те из них, которые коренным образом меняют свойства самого грунта. В первую очередь это частичная или полная замена грунта на непучинистый.

Полностью заменять слой почвы на весь уровень промерзания нецелесообразно. Учеными доказано, что в нижней трети данного слоя вода практически не замерзает, а если и замерзает, то не дает пучение. Таким образом проводить замену необходимо только на верхние две трети слоя. Данные мероприятия рекомендуется осуществлять только одновременно с засыпкой пазух, если помещения дома отапливаемые. Делается это с наружной стороны, чтобы защитить фундамент. В том случае, если здание и помещения в нем не отапливаемые, то засыпка проводится как снаружи, так и изнутри. Если требуется только небольшая подсыпка, чтобы довести показатели грунта до требуемых, то применяется подсыпка из непучинистого грунта без полной его замены.

Ленточный фундамент на пучинистых грунтах

b44f8d5f3ed84fe133daa9c687f38f66.jpg

При закладке фундамента для строительства дома обязательно следует учитывать тип грунта в том месте, где он возводится. На конструкцию основания и всей постройки большое влияние оказывает такое явление, как морозное вспучивание почвы.

Процесс пучения очень коварен. Он возникает во влажных мелкопесчаных, глинистых, суглинистых или пылеватых почвах. При минусовой температуре почва промерзает до определенной глубины, увеличиваясь в объеме. Влияние таких подвижек почвы следует учитывать еще до закладки основания. Напряжение в грунте вызывает его значительную деформацию, что приводит к плачевным последствиям. Сила пучения приподнимает и тяжелые конструкции.

При замерзании воды ее объем увеличивается от 4 до 12%. Чем больше влаги может впитать почва, тем большему вспучиванию она подвергнется зимой. Грунты, подверженные морозному вспучиванию, делятся на:

  • сильнопучинистые (до 12% вспучивания);
  • среднепучинистые (до 8%);
  • слабопучинистые (до 4%).

КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТА ПО СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ

Схема размещения песчаной подушки.

Перед тем как укладывать фундамент своими руками, необходимо знать тип грунта в зависимости от его способности увеличиваться в размере при низкой температуре.

53543500c849b4ca965169eae545667f.jpg

Выделяют 4 вида грунта: непучинистый, слабо-, средне- и сильнопучинистый. Классификация основана на величине таких показателей, как коэффициент водонасыщения и показатель текучести почвы. К непучинистым почвам относят те, степень пучения которых менее 0, 01.

К слабопучинистым можно отнести глину с величиной текучести от 0 до 0,25, пески пылеватые и мелкие с коэффициентом водонасыщения от 0,6 до 0,8. В эту группу входят и крупнообломочные земли с наполнителем. В качестве последнего может быть песок мелкий и пылеватый.

При этом количество его должно находиться в пределах от 10 до 30% в массовом коэффициенте. В группу среднепучинистого грунта входят почвы со степенью пучения от 0,035 до 0,7.

a7676cf073969144676db579371a5788.jpg

К ним относятся глина с текучестью от 0,25 до 0,5; пески мелкие и пылеватые с водонасыщением от 0,8 до 0,95; крупнообломочные почвы с наполнителем более 30% по массе. Наибольшую опасность представляет сильнопучинистый грунт. Он представлен следующими показателями: степень пучинистости более 0,07; текучесть глины больше 0,5; пески мелкие с водонасыщением более 0,95.

Распространение пучинистых грунтов на территории России

Так как песчаные и глинистые основания распространены повсеместно, то можно считать, что расположение грунтов с пучинистыми свойствами охватывает почти половину территории России. Сюда входят:

  • западные области РФ: Калининградская, Псковская и Ленинградская области и Республика Карелия;
  • средняя полоса РФ: Владимирская, Калужская, Ивановская, Костромская, Рязанская, Московская, Смоленская, Тверская, Тамбовская, Тульская, Ярославская, Белгородская, Брянская, Вологодская, Воронежская, Кировская, Курская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Ульяновская области, Чувашская Республика;
  • южные части Архангельской и Мурманской областей, Хабаровского края, Республики Якутия, Красноярского края, Иркутской и Тюменской области, Республики Коми;
  • Амурская, Читинская, Новосибирская, Омская, Кемеровская области, Республики Бурятия, Коми, Тыва, Алтай, Свердловская область, Республики Татарстан и Башкортостан, Волгоградская область, Ростовская область, Республика Калмыкия;
  • северные части Краснодарского и Ставропольского краев.

Исключается зона вечной мерзлоты, которая охватывает большую часть территорий Якутии, Красноярского края, Тюменской и Архангельской области, Республики Коми. Зона вечной мерзлоты отличается тем, что грунт там промерзает на сотни метров вглубь, поэтому проблема пучинистых грунтов для этой зоны неактуальна.

Точно так же неактуальна проблема морозного вспучивания для регионов, где в основании зданий залегают в основном грунты скальные и крупнообломочные – это все северокавказские республики и южная часть Ставропольского края.

Кроме того, проблема пучинистости не имеет значения для территорий, где основания практически не промерзают – это южная часть Краснодарского края и Республика Дагестан.

Глубина промерзания наряду с уровнем расположения грунтовых вод является определяющими факторами, влияющими на величину возможного вспучивания основания. Например, в регионах, близких к Байкалу, где глубина промерзания может достигать 2,5 м, подъем поверхности при вспучивании может достигать 30-40 см, в Подмосковье при глубине промерзания 1,5 м подъем поверхности составляет 15-18 см.

Особые свойства пучинистых грунтов

Особое свойство оснований, способных вспучиваться, заключается в значительном увеличении объема в результате зимнего промерзания.

Как определить пучинистые грунты? К основаниям, обладающим свойством вспучивания при промерзании, относятся только глинистые (в том числе суглинки) и песчаные грунты (пылеватые, мелкие и средней крупности). Гравелистые и крупные пески к пучинистым не относятся.

Песчаные, глинистые грунты и их разновидности обладают мелкопористой структурой, то есть состоят из мелких минеральных частиц, между которыми имеется множество мелких полостей. Эти полости или поры могут содержать влагу. При понижении температуры ниже нуля влага в грунте замерзает, превращаясь в лед, который, как известно, всегда увеличивается в объеме по сравнению с исходным объемом воды. В результате замерзания воды в порах и происходит увеличение всего объема основания, называемое морозным пучением.

Основания делятся по степени пучинистости, которая зависит от уровня или глубины, на которой залегают подземные воды. Для глинистых оснований еще имеет значение показатель текучести. Приводим следующую таблицу с градацией по степени пучинистости разных видов грунтов.

Степень пучинистости грунтов

Степень пучинистости грунтов Мелкий песок, Z Пылеватый песок, Z Супесь, Z Суглинок, Z Глина, Z Показатель текучести Jl Относительная деформация пучения Efh
Грунты непучинистые > 0,75 > 1 > 1,5 > 2,5 > 3
Грунты слабопучинистые 0,5 — 0,75 0,75 — 1 1 — 1,5 1,5 — 2,5 2 0 — 0,25 0,01 — 0,035
Грунты среднепучинистые 0,5 — 0,75 0,75 — 1 1 — 1,5 1,5 — 2 0,25 — 0,5 0,035 — 0,07
Грунты сильнопучинистые >0,5 > 0,07
  • Основной показатель – это относительная деформация пучения Efh, которая определяется отношением величины подъема поверхности вспучивающегося основания к толщине промерзшего слоя.
  • Показатель Z – это разница между величиной УГВ и глубиной сезонного промерзания, значение которой равно 1,2 м для отапливаемых зданий, и 1,5 м – для неотапливаемых зданий.

Если степень пучинистости по показателям Z и Jl (текучести) отличаются, то принимается большее значение.

Так как пучинистые основания проявляют свои негативные свойства при условии насыщения водой, то существует еще один способ классификации, учитывающий условия увлажнения основания зданий по характеру рельефа местности.

1 Возвышенные и всхолмленные места, водораздельные плато, где грунты могут увлажняться только от атмосферными осадками. Слабопучинистые
2 Равнины, слабовсхолмленные места, пологие склоны с затяжными уклонами, где грунтовые основания увлажняются атмосферными осадками и верховодкой, только частично грунтовыми водами. Среднепучинистые
3 Низины, котловины, заболоченные места, в которых грунтовые основания увлажняются и водонасыщаются атмосферными осадками, верховодкой и грунтовыми водами. Сильнопучинистые

То есть, если по показателям Z и Jl основание относится к слабопучинистым, но участок строительства расположен в низине или котловине, то следует считать, что грунты сильнопучинистые.

Таким образом, пучинистый грунт – это песчаный или глинистый грунт, подверженный увлажнению и сезонному промерзанию.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = ( H — h ) / h. в которой:

  • Е – отвечает степени пучинистости грунта;
  • h – высоте грунтового массива до замерзания;
  • H – высоте грунтового массива после промерзания.

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

  1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
  2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
  3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
  4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент. глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м 2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Механизм увеличения объема грунта

Пучение грунта — это изменение его объема, происходящее в следствии замерзания содержащихся в слоях грунтовых вод. Другими словами, расширение обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда — 917 килограмм на кубометр. То есть, согласно законам физики, при переходе из жидкого состояния в твердое объем воды увеличивается ориентировочно на 9%. В результате это расширения влага оказывает давление на почву и грунт движется вверх, поскольку в обратном направлении движение невозможно из-за высокой плотности ниже расположенных слоев.

Таблица: Классификация пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100.

  1. Твердая глинистая почва.
  2. Гравелистые грунты не насыщенные водой.
  3. Пески крупных и средние.
  4. Грунты с большим содержанием горных пород.
  1. Глинистая почва средней плотности.
  2. Мелко-песчаные грунты.
  3. Пылеватая глинистая почва с вкраплением горных пород в пределах 10-30% от массы глины.
  1. Пластичная глинистая почва.
  2. Глинистая почва, суглинок и супесь с вкраплением горных пород свыше 30% от массы.
  1. Мягкопластичная глининистая почва.
  2. Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.

Изменение объемов грунта может происходить не только зимой. Например, этот процесс вполне можно наблюдать и в переходных периодах, когда нет сильных морозов. Подвижки происходят, когда одна сторона строения находится под постоянным воздействием лучей солнца, а другая — в тени. А если при этом еще и идут дожди, переувлажняющие почву, и ночью начинает холодать, то резкий перепад температуры приведет к промерзанию скопившейся в земле жидкости. Это может повторяться многократно и приводить к износу фундамента и строения, установленного на нем. Весной, в результате такого воздействия, дом может подвергаться усадке на несколько сантиметров. Зимой последствия могут быть более критичнвми, а износ здания будет происходить быстрее и с большими повреждениями, так как сила промерзания в этот период выше.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = (H— h) / h, в которой:

  • Е – отвечает степени пучинистости грунта;
  • h – высоте грунтового массива до замерзания;
  • H – высоте грунтового массива после промерзания.

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

  1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
  2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
  3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
  4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Технология возведения столбчатого фундамента на пучинистых грунтах

33aa1f4608e646c9df071bffe99fdc0f.jpg

Столбы или сваи заглубляют ниже линии промерзания грунта, что обеспечивает надежность и устойчивость основания дома. По своей конструкции они могут быть произведенными на промышленном оборудовании (металлические винтовые или железобетонные забивные сваи) или изготовленными на месте установки — наливные столбы. Винтовые или забивные сваи заглубляют при помощи дополнительного оборудования.

Для изготовления наливных столбов по периметру фундамента бурят скважины необходимой глубины. Затем в них закрепляют арматуру, после чего заливают бетоном высокого качества. Если фундамент будет заложен выше уровня земли (основание с висячим ростверком), то дополнительно под столбы возводится опалубка необходимой высоты.

После того как опоры под ленточный или плитный монолитный фундамент готовы к принятию нагрузок, приступают к изготовлению армирующего каркаса для ростверка (верхней части фундамента, равномерно распределяющей нагрузку от дома по всему основанию). Каркас содержит не менее 2-х горизонтальных рядов металлической арматуры, соединенных через равные промежутки (30−40 см) вертикальными стойками при помощи вязальной проволоки.

Каркас надежно крепят к столбам, затем возводят опалубку под ленточное или плитное основание дома. Она должна быть крепкой, чтобы выдержать большой вес заливаемого раствора.

На последнем этапе готовится бетонный раствор, который заливается в опалубку. Остается дождаться, когда бетон затвердеет и наберет необходимую расчетную прочность.

Физико-химические способы борьбы с пучением

  1. Существует возможность введения в грунт специальных добавок, предотвращающих его пучинистость. Засоление грунта позволяет значительно понижать температуру, при которой он начинает замерзать. Точно так же действует пропитывание верхнего слоя грунта нефтепродуктами.
  2. Некоторые специалисты предлагают понижать степень замерзания пучинистого грунта при помощи обмазки боковых поверхностей фундамента, находящихся в нем, консистентной смазкой или покрытия их пленкой из полимеров. Эти мероприятия не являются достаточно экологичными, некоторые даже считают их вредными для окружающей среды.
  3. Пучинистые грунты фундамент можно связывать при помощи химической, буросмесительной или электрохимической технологии.

Схема закладки свайного фундамента.

В первую очередь следует обратить внимание, что необходимость проведения разнообразных мероприятий возникает из-за того, что касательные силы вспучивания на задавлены нагрузкой от малоэтажного дома, которая в большинстве случаев существенно меньше, чем эти силы. Поэтому подавляющее большинство этих мероприятий следует рассматривать, как спасательные меры, принимаемые при устройстве малонагруженных, но достаточно заглубленных фундаментов

Если обобщить все вышесказанное, то при возведении фундаментов рекомендуется использовать следующие методы:

  • утепление пучинистого грунта фундамента по всему периметру здания, особенно его углов;
  • устройство отмостки, имеющей ширину не менее 1,2 м, и обустройство дренажных систем для отвода от здания грунтовых и поверхностных вод;
  • организация под фундаментами для пучинистых грунтов специальных подушек из невспучиваемых материалов (например, песка, щебня или шлака), проведение профилактических мероприятий для предотвращения заиливания этих подушек (например, прокладывание геотекстиля);
  • расположение поперечных и продольных стен здания вдоль его главных осей, при этом шаг этих стен должен быть одинаковым;
  • соблюдение однородного теплового режима в пределах одного температурно-осадочного блока;
  • избегание излишних изломов стен на плане дома и значительных перепадов их высоты;
  • отсутствие излишнего ослабления стен (каналов, ниш и т. д.);
  • связывание элементов перекрытий и покрытий между собой посредством сварки их закладных деталей, обустройство анкеровки покрытий и перекрытий этажей, дополнительная армировка углов здания и простенков;
  • совмещение надпроемных перемычек с монолитными поясами, особенно если проемы должны будут располагаться близко друг к другу.

При соблюдении всех рекомендаций можно построить хороший дом на любом грунте.

Классификация

Классификация грунтов по типу вспучивания делит виды на несколько подгрупп. К пучинистым относятся:

  1. Чрезмерно или очень пучинистые.
  2. Сильно пучинистые.
  3. Средней степени.
  4. Слабой степени.

И отдельно стоят непучинистые грунты.

Последнее определение можно назвать чисто условным, потому что нет такой земли, которая бы не промерзала и не взбухала. Все зависит от влажности почвы и от температуры ее охлаждения. Конечно, можно сказать, что чисто каменный грунт вспучиваться не будет. Но такая разновидность встречается в местах проживания людей крайне редко. Обычно это горы.

То есть, получается так, что тип земли не сильно влияет на морозное пучение. Главными причинами выступают влажность почвы и температура воздуха. Поэтому вопрос, как определить, какие грунты пучинистые, а какие нет, ставится неправильно. Все они в какой-то степени могут вспучиваться.

Устаревшая классификация грунтов по пучинистости

Оценку грунтов по их морозоопасности впервые дал Ч.А. Гогентоглер, который за основной признак пучинистости грунтов принял суммарное содержание в составе грунта мелких фракций диаметром менее 0,1 мм. По Гогентоглеру, все рыхлые отложения будут морозоопасными, если в составе грунта содержится более 10% частиц диаметром меньше 0,1 мм. Поскольку песчаные грунты в слое сезонного промерзания обычно более диспергированы в результате почвообразовательных процессов, то по классификации Гогентоглера все песчаные почвы и грунты могут быть отнесены к пучинистым.

В 30% крупнообломочных грунтов, содержащих в своем составе мелкие фракции диаметром менее 0,1 мм в виде заполнителя, при замерзании в водонасыщенном состоянии не появлялось деформаций морозного пучения.

Специалисты-дорожники также за основной классификационный признак принимают гранулометрический состав, но такое подразделение на две группы (пучинистые и непучинистые) не отвечает запросам практики фундаментостроения.

В конце 50-х была предложена классификация грунтов по степени морозной пучинистости по двум основным критериям — гранулометрическому составу грунта и величине вспучивания поверхности грунта при полном промерзании его в природных условиях. Кроме этих двух факторов, учитывалось состояние грунта после его оттаивания, что имеет значение для устойчивости фундаментов зданий и сооружений

В данной классификации принималась во внимание также , поскольку величина вспучивания относилась к максимальному значению промерзания грунта в течение всей зимы.

В те времена, действующая классификация грунтов по степени морозной пучинистости была основана на влиянии деформаций замерзающего грунта на устойчивость фундаментов зданий и сооружений. По этой классификации грунты в их природном сложении подразделялись на непучинистые, малопучинистые, среднепучинистые и очень пучинистые.

Устаревшая классификация относилась только к грунтам при полном их водонасыщении, но, как известно, все виды грунтов в сухом или малоувлажненном состоянии при промерзании не обнаруживают внешних признаков морозного пучения. Поэтому, возникла потребность ориентироваться при классификации грунтов на их природную влажность перед промерзанием и условия увлажнения.

Недостатки свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах

  • Опорная поверхность сваи не способна выдержать большие нагрузки, поэтому такое основание используют для строительства небольших по массе зданий;
  • Схема фундамента под дом из брусаОграниченная длина свай часто стает препятствием при строительстве на глинистых и песчаных грунтах с глубоким расположением прочных пород;
  • Именно на ростверк идет основная нагрузка от здания, поэтому это конструкция с холодным цоколем. Тут нужно затратить дополнительные средства на утепление пространства под ростверком. Поэтому тут будет удорожание конструкции в целом.

В целом, финансовые и технические расходы на сооружение свайно-ростверковых фундаментов, особенно с монолитными или сборными ростверками, существенно выше, чем на сооружение мелкозаглубленных ленточных конструкций.

Поэтому они и практикуются в небольшом частном строительстве, когда долговечность фундамента не играет большой роли.

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 ), тем не менее, такая основа тоже обойдется недешево.

ae10d19afb935b06d450766b83a26e58.jpg

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.

09e7e16de29879c780763bb24d28a437.jpg

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.

82eee6869283584bef4012ba043d7fae.jpg

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.

Особенности пучинистых грунтов

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

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

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

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

b1a5fec9c3ed0c0fc89c9508eb22bf50.jpg

ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании всего вышесказанного можно сделать заключение: перед тем как укладывать фундамент для строительства здания, требуется тщательно оценить характер грунта. Большое значение имеет такое его свойство, как пучинистость.

Оно заключается в увеличении объема почвы при замерзании расположенной в ее слое воды. Этот показатель во многом определяется такими условиями, как влажность почвы, уровень стояния грунтовых вод и глубина промерзания грунта. Наиболее безопасной является непучинистая почва, потому что она не оказывает касательной и прямой силы и давления на стены основания здания, что повышает долговечность и прочность последнего.

К пучинистой почве можно отнести гравий, крупный камень или щебень, крупный и среднего размера песок. Глина же и суглинки – это яркие представители пучинистых земель. Они характеризуются большим количеством пор в своем составе, в которых скапливается и замерзает впоследствии вода, что негативно сказывается на строении.

d07dec85f8933ec586f76283bd433bf0.jpg

  • Дата: 03-07-2015Просмотров: 2181Рейтинг: 24
  • Непучинистый тип почвыКлассификация грунта по степени пучинистостиХарактеристика непучинистого грунта и особенности возведения фундаментаЗамена пучинистого грунта на непучинистыйЗаключение, выводы, рекомендации

На сегодняшний день очень активно развивается такая отрасль народного хозяйства, как частное строительство. Особое место в данной области занимает возведение фундамента. Фундамент – это основа любого здания и конструкции, которая обеспечивает устойчивость и прочность всего здания.

Без знания характера грунта правильно и безопасно возвести фундамент практически не возможно. Чтобы построить фундамент своими руками, необходимо тщательно изучить гидрогеологические особенности конкретного земельного участка. Большое значение имеют такие показатели, как глубина промерзания грунта, влажность почвы, уровень стояния грунтовых вод.

c83f73829cc217c6f4663e3ae9ebfd64.jpg

Схема ленточного фундамента.

От этих показателей зависит такое свойство грунта, как пучинистость.

Строить фундамент на пучинистых грунтахдовольно опасно. Впоследствии это может вызвать перекос фундамента и всего здания. Последнее может стать причиной появления трещин и дефектов в стенах.

Чтобы фундамент был защищен от сил пучения, требуется возводить его на сухих и непучинистых землях. Рассмотрим более подробно какие особенности имеет непучинистый грунт, что к нему относится, какие мероприятия можно осуществить для того, чтобы обезопасить фундамент и само здание. Кроме того, здесь можно узнать об использовании фундамента непучинистого грунта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *