Меню

Плитный фундамент выше глубины промерзания



Установка фундамента выше глубины промерзания

Одним из главных условий определения глубины заложения фундаментов на пучинистом грунте является глубина его промерзания. В нашей стране сезонное промерзание грунта может достигать глубины 2,5 метра и более. В зданиях без подвалов стоимость фундаментов такой высоты неоправданно велика, поэтому у многих людей возникают вопросы: можно ли устанавливать фундамент выше глубины промерзания и можно ли уменьшить глубину промерзания грунта?

На эти вопросы есть ответы. Да, можно устанавливать фундаменты на промерзающем грунте. Это фундаменты в виде монолитных армированных плит или армированные ленточные фундаменты на глубоком подстилающем слое из непучинистого грунта. В данном разделе мы не будем их рассматривать, это отдельная большая тема. На глубину промерзания грунта тоже можно оказывать воздействие. Вот об этом и будет эта статья.

Воздействие на грунт температуры воздуха

Весь процесс будем рассматривать в шкале Цельсия приняв за точку отсчета 0°С.

Представим, что на грунте лежит стальной шарик с температурой равной температуре окружающего воздуха. Температуру, которую шарик будет распространять на грунт изобразим в виде векторов (рис. 16).

Рис.16. Температурное воздействие на грунт

Таким образом в течении зимы шарик будет распространять на грунт отрицательную температуру и замораживать грунт вокруг себя по полусфере в масштабе повторяющей контур шарика. Чем больше будет зимой холодных дней, тем дальше в грунт будет распространяться замороженная полусфера. Поскольку зима не вечна, то однажды полусфера достигнет своего максимума и больше увеличиваться не будет. Максимальная глубина, при которой грунт из пластичного превращается в твердый называется глубиной промерзания грунта.

Весной шарик нагревается и начинает расплавлять под собой замороженный грунт. То есть происходит тот же самый процесс, что и при замораживании, только вектор температуры меняет свой знак с минуса на плюс. Если теплых дней будет мало, то грунт не успеет растаять на всю глубину, на которую он промерз. Такой грунт называется вечномерзлым. Сейчас мы его рассматривать не будем. Далее нас интересует только тот грунт, который в летние дни полностью прогревается.

Мы рассмотрели процесс замерзания грунта от действия одного шарика, на самом деле на грунте лежат миллиарды таких условных шариков и воздействуют на него образуя под собой промороженное или оттаявшее поле. Если на это поле разместить, какое-либо строительное сооружение, то оно вызовет в нем аномалию (рис. 17). Возмущение промороженного поля грунта будет различным и зависеть от теплового режима, размещаемого на нем объекта. При размещении неотапливаемого здания грунт под зданием будет промерзать на меньшую глубину, так как температура в здании будет все-таки выше, чем в чистом поле. Если здание будет отапливаемым, то грунт под ним совсем не промерзнет или промерзнет незначительно поскольку будет подогреваться зданием. Поэтому тепловой режим здания учитывается нормативными документами (табл.10) и влияет на глубину заложения фундаментов.

рис. 17-1. Промерзание грунта от воздействия отрицательных температур рис. 17-2. Промерзание грунта при расположении на нем неотапливаемого сооружения рис. 17-3. Промерзание грунта при расположении на нем отапливаемого сооружения

Уменьшение отрицательного воздействия промёрзшего грунта

Строительные правила (СП 22.13330.2011) дают определение глубины промерзания «равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.»

В этом определении важна каждая фраза:

  • «средняя из ежегодных», то есть глубина промерзания может быть больше указанной величины или меньше ее;
  • «открытая, оголенная от снега площадка» говорит о том, что под снегом глубина промерзания грунта будет меньше (чем толще снег, тем меньше промерзание);
  • «при подземных водах ниже глубины промерзания», то есть исследуется сухой грунт, если он будет влажным глубина промерзания увеличится.
Читайте также:  Фундамент с помощью труб

В строительных правилах нет, но всем известно, что укатанный грунт вследствие уплотнения становится более теплопроводным и промерзает глубже.

Таким образом исходя только из определения Строительных Правил видим несколько путей уменьшения глубины промерзания. Площадка вокруг строительного сооружения должна быть под снегом, не уплотнена и не увлажнена. В идеале это должно быть перепаханное поле и тогда грунт на нем точно не промерзнет до нормативной глубины даже в самую суровую зиму. Но в реальности все выглядит несколько иначе. К дому походят подъездные дороги, снег с которых по возможности убирают, а осенняя дождевая вода с крыши отводится недалеко от дома.

Наибольшую опасность для фундамента представляют температурные векторы, расположенные в полосе вокруг здания шириной равной глубине промерзания грунта. Если их убрать или каким-то образом уменьшить, то фундамент можно установить выше глубины промерзания грунта (рис.18).

рис. 18. Принципиальная схема уменьшения глубины промерзания

Уменьшить негативные воздействия от замораживания грунта можно как минимум двумя способами:

  1. изменением физико-механических свойств грунта;
  2. теплоизолированием грунта.

Это наиболее простые способы, доступные самодеятельному застройщику.

Изменение физико-механических свойств грунта

Из предыдущих страниц данной темы сайта нам известно, что разные грунты имеют различные свойства. Одни из них при замораживании не изменяют своей структуры, другие увеличиваются в объеме и выталкивают фундамент ломая его в различных плоскостях. Назовем такие грунты восприимчивыми к морозу и невосприимчивыми.

Рис.20. Воспримчивые и невоспримчивые к морозу грунты

Грунты, невосприимчивые к морозу состоят из обломков скальных пород (крупнозернистые пески, гравийные и галечниковые грунты). Ими и нужно заменить пучинистые грунты по периметру здания, целиком или перемешиванием со старым грунтом, вынутым при разработке котлована под фундамент. Для уменьшения влияния атмосферной воды на свойства грунтов её отводят от фундамента. Делают это двумя способами. Поверхностную дождевую и талую воду отводят устройством отмосток вокруг здания с уклоны от 5 до 10%. Воду можно отвести по рельефу местности или в специальную дренажную канаву, засыпанную крупнозернистым грунтом с верхним слоем, оформленным в виде красивых дорожек. В районах строительства с высоким снегом и частыми дождями воду, просачивающуюся к фундаменту, отводят от фундамента посредством подземного дренажа. Перфорированные трубы укладывают вокруг здания в слой крупнозернистого дренирующего грунта, накрывают геотекстилем во избежание заиливания труб и засыпают дренирующим мелкообломочным грунтом. Далее трубами отводят воду от фундамента по уклону местности либо сбрасывают воду в закопанные на отдалении дренирующие колодцы из бочек, засыпанных камнями. Грунт вокруг фундамента не будет удерживать в себе воду, а значит и не будет пучится при морозе (рис. 19).

Рис.20. Схемы отвода воды от фундамента

Подсос грунтовой воды в тело фундаментов и стяжек подвала прерывают устройством обмазочных и оклеечных гидроизоляций, а также устройством подсыпок из мелкообломочных дренирующих грунтов. Такая подсыпка из-за относительно больших расстояний (по молекулярным меркам) между частицами не может удержать в себе воду и уж тем более не может подсосать ее верх и смочить подошву фундамента. Капиллярный подсос так же можно прекратить и расстиланием под фундаментом полиэтиленовой пленки (рис. 21).

Рис.21. Отсекание капилярного подсоса

Теплоизоляция грунта

Если замещение и осушение грунтов вокруг дома предусматривает большой объем земляных работ при котором мы влияем на теплопроводность грунта простой заменой одного типа грунта на другой, то теплоизоляция грунта предполагает оставить прежний грунт с уменьшением его теплопроводности. Делается это установкой теплоизоляции. Я уже не однократно говорил на других страницах сайта и повторю вновь, что распространённый термин «утеплитель» применяется неправильно. Правильное название материала — теплоизоляция. Это перегородка между двумя материалами прерывающая поток тепла. Теплоизоляция сохраняет тепло если укрываемый ей материал был теплый или сохраняет холод, если изначально материал был холодный.

Читайте также:  Материалы для гидроизоляция основания фундамента

рис. 22. Утепленная отмостка

Укладка полосы теплоизоляции по периметру здания шириной равной глубине промерзания ослабит поток отрицательных температур, проникающих в толщу грунта и он промерзнет на меньшую глубину. На такой грунт можно будет установить фундамент меньшей высоты (рис.22). Конструктивно теплоизоляция грунта совмещают с устройством отмостки и называют утепленной отмосткой. Для того, чтобы мороз не прошел к подошве фундамента через его тело, мостик холода прерывают теплоизоляцией цоколя фундамента (рис. 23).

рис. 23. Теплоизоляция цоколя

Если вы встретите чертежи, показывающие теплоизоляцию по внешней вертикальной стене фундамента, то это утепляется подвальное помещение, а не грунт. Такая теплоизоляция удерживает тепло в подвале, при этом грунт теплом дома не прогревается, и глубина его промерзания не изменяется. То есть теплоизоляция стен фундамента не имеет ничего общего с теплоизоляцией грунта. Это разные конструктивные решения решающие разные задачи.

Укладка полосы теплоизоляции вокруг дома может быть сделана по уровню подошвы фундамента и совмещена с теплоизоляцией подвала (рис. 24). В этом случае решаются одновременно две задачи: утепление подвала и тепловое изолирование грунта. Полоса теплоизоляции здесь будет уже чем на поверхности грунта и зависеть от глубины погружения фундамента.

Рис.24. Утепление подвала и грунта

Утепленную отмостку лучше применять для зданий без подвала, а заглубленную теплоизоляцию для зданий с подвалом.

Источник

«Плавающая» фундаментная плита. Нюансы строительства и эксплуатации.

Плавающая плита означает, что она находится в толще промерзания и своей нижней поверхностью не проходит глубину сезонного промерзания. О сезонном промерзании можно прочитать в отдельной статье . Плавающими они называются, потому что из-за промерзания они могут испытывать небольшие подвижки и, таким образом, иметь этот эффект нестабильности.

При правильной эксплуатации плит, проблем быть не должно. Чтобы правильно эксплуатировать плиту, нужно обеспечить ей правильные условия, которые обеспечиваются всем незаглубленным фундаментам. Что страшно для незаглубленных конструкций? Для них страшно пучение , то есть превращение воды в грунте в лёд зимой, и подъем поверхности, который происходит неравномерно. Любая плавающая конструкция не может ему сопротивляться, и поэтому всплывает вверх. Чтобы этого не происходило (а этого не должно происходить), если не хочется каких-то дефектов в доме и фундаменте со временем, выполняется ряд условий:

1. Круглогодичное отопление. Все незаглубленные конструкции актуальны, когда зимой гарантировано будет отопление, хотя бы +8-10 градусов в доме будет поддерживаться. Такие конструкции плохо подходят для сезонных строений, и это не значит, что они под сезонными строениями сломаются, или обязательно будут какие-то проблемы, просто их работу нельзя качественно прогнозировать и быть уверенным на 100 процентов, что всё будет «окей».

2. Качественное утепление. Как для плитных, так и для других незаглубленных конструкций – должен быть правильно утеплен цоколь фундамента и отмостка для того, чтобы по периметру промерзание грунта не могло зайти под строение. Особенно это опасная проблема на углах. Со временем, как показывает практика, грунт под углами без отопления циклически уплотняется и разуплотняется зимой, и потом там могут образовываться воздушные пустоты. Они могут привести к скалыванию углов дома, и, соответственно, к достаточно серьезным проблемам.

3. Поверхностнй дренаж. Нужен для того, чтобы выводить воду из-под плитного фудамента Это позволяет снизить пучение, осушить грунтовый массив, что способствует большей несущей способности в целом.

Люди часто задают вопрос, насколько критично, что дом не отапливается первую зиму , потому что далеко не всегда даже при наличии бюджета любого размера, можно довести дом до такого состояния за один сезон, чтобы его протапливать и полностью избежать пучинистых процессов под домом. В таком случае рекомендуется правильная консервация , если вы вообще не поставили дом, что является самой худшей ситуацией для плит, однако, на практике, допустимой. Такое происходит достаточно часто. Правильная консервация подразумевает укрытие грунта на ширину промерзания от фундамента какой-то гидроизоляцией, чтобы хотя бы чуть-чуть отводить из-под него воду. Помимо уложенной гидроизоляции поверх будет здорово, особенно на сильно пучинистых грунтах, если выполнен дренаж и из-под фундамента отводится вода. При наличии дренажа никаких проблем не будет в этой ситуации.

Читайте также:  Через какое время после заливки фундамента можно начинать кладку стен

4. Правильное проектироване и строительство самого дома. Отдельно стоит сказать, что помимо правильного проектирования и ведения работ по фундаменту, в целом, должна быть и правильно возведена конструкция дома. Если мы говорим о доме из каких-то каменных материалов, кирпич, газобетон, теплая керамика, обязательно должны быть выполнены армопояса в уровне каждого из этажей, потому что даже если у вас правильный фундамент, даже если у вас идеальные условия эксплуатации достигнуты в первый же сезон, все равно фундамент будет в процессе садиться, претерпевать какие-то минимальные незаметные глазу деформации, которые, могут в кладке без армопоясов вызвать неприятные трещины. Не так это еще страшно для кладки, но отделка теряет свой вид и трещины приводят к теплопотерям, поэтому их лучше избегать.

Ряд моментов, о которых люди думают мало, а зря:

1. Правильный подбор и исполнение песчаной подушки. Должна быть подобрана толщина песчаной подушки, гравийной подушки, если она требуется. Должна быть определена необходимость дренажной системы поверхностной. Нужно проконтролировать правильное устройство этих подушек, потому что, как показывает практика, песчаную подушку устраивают путем вибротрамбования, но многие не контролируют качество уплотнения песка, которая определяет долговечность этой конструкции.

2. Правильный подбор армирования. Как показывает практика, обыватели концентрируются непосредственно на диаметре арматуры, 10-я арматура в две сетки 200 на 200, или 12-я арматура в две сетки 200 на 200, и в принципе, на этом, интерес к армированию заканчивается. Однако, всегда есть такое, что какие-то зоны фундамента загружены гораздо больше, чем другие. Есть какие-то зоны исключения, где можно просто добавить армирование, усилив только их. Например, взять везде 10-ю арматуру, так называемую фоновую арматуру, и где-то просто сделать правильное усиление для того, чтобы прийти к необходимой экономии и добиться правильного баланса стоимости материала и прочности всего фундамента. Бывает такое, что можно всё это дело закатать 12-й арматурой и всё равно где-то будут зоны потенциально с недостаточным армированием, потенциально опасные, где могут возникать в перспективе трещины.

3. Закладные под коммуникации. У плитных фундаментов закладные должны засыпаться строго песком с полноценной трамбовкой, проливкой так, как полностью полагается. Зачастую закладные засыпаются местным грунтом с целью экономии, а местный грунт, а чаще всего в Подмосковье это какой-нибудь суглинок, он может садиться на примерно треть высоты от своей начальной засыпки. Если засыпали, например, водоснабжения скважину на 1,80 метра, то вполне реально будет, если она в течение в двух лет сядет до уровня 1,20 метра. Получается, что если выполнен плитный фундамент, то грубо говоря, под фундаментом образуется воздушная пустота высотой в 50-60 сантиметров, где просто-напросто может проползти человек. Конечно, такое категорически недопустимо, поэтому закладные под плитами засыпаются только песком, только с прослоенным трамбованием, с проливкой водой, также, как и сама песчаная подушка.

4. Нельзя строить зимой. Здесь не нужно привязываться к каким-то месяцам. Нужно просто смотреть. Если грунт уже промерз до низа подушки, которая будет под этой самой плитой, то работы в этом случае стоит перенести до следующего года, до момента разморозки грунта.

Источник