Меню

Взаимодействие фундамента с окружающей средой



Как влияет влага на фундамент

Вода в природе встречается повсеместно: это и осадки, и грунтовые воды, поверхностные стоки. Влияние этих факторов негативно сказывается на долговечности строительных конструкций и может привести к полному или частичному разрушению элементов зданий. Поэтому так важно позаботиться о своем будущем строении еще на этапе разработки котлована (например, может понадобиться водоотлив, если в яме «стоит» вода) и заложении фундамента. Правильная гидроизоляция — залог длительной эксплуатации здания.

Виды негативного воздействия влаги на фундамент

Вода замерзая, то есть, переходя в твердое состояние, увеличивается в объеме. При проникновении воды в микроотверстия и трещины любой даже сверхпрочной конструкции и последующем снижении температуры воздуха ниже 0°С наблюдается их расширение и увеличение, вплоть до разрушения фундамента в таких местах на отдельные части. Увеличение объема грунта (за счет содержащейся в нем воды) называют силами морозного пучения. Последствия воздействия таких сил серьезны: от появления трещин в фундаменте до его раскола и дальнейшего разрушения.

Не менее пагубное действие на фундамент оказывает наличие примесей в воде, находящейся в верхних грунтовых слоях, в том числе той, которая выпадает в виде дождя и снега. Такая вода содержит агрессивные химические соединения. Это могут быть производственные технические выбросы, химикаты, использующиеся в сельском хозяйстве, отработанные нефтепродукты, выхлопы автомобилей и пр. Их влияние проявляется в виде поверхностной эрозии бетона, что приводит к потере прочности и крошению конструкции.

Химическая «агрессия» совместно с растворенным в воде кислородом стимулируют коррозию защитного слоя арматуры в фундаменте. При этом помимо уменьшения прочностных свойств армированной конструкции происходит формирование внутренних углублений в материале и последующее отслоение верхних бетонных слоев.

Вымывание. При постоянном воздействии воды, пусть даже полностью чистой, происходит градационное смывание с поверхности конструкции крупиц материала, что приводит к формированию поверхностных дефектов (пор, каверн).

Классификации влаги и ее влияние на фундамент

В зависимости от условий залегания воды можно классифицировать на поверхностные (фильтрационные), почвенную влагу и грунтовые воды. Каждый вид обладает уникальными особенностями, которые стоит знать и учитывать при гидроизоляции фундамента.

Верхний (фильтрационный) слой

Верхний фильтрационный слой влаги – это вода, представляющая собой выпавшие осадки, результат снеготаяния или наружного разлива (применение воды в сельском хозяйстве или в быту, непредвиденные порывы водопроводных сетей и пр.). Если на пути воды встретился влагонепроницаемый участок почвы, имеющий подобное свойство за счет высокого расположения, то этот земной пласт образует довольно устойчивый горизонт, называемый верховодкой.

Наполненность фильтрационного слоя всегда зависит от погодных условий, сезона, количества выпавших осадков. Концентрацию этого слоя нельзя назвать постоянной величиной. Для снижения уровня влияния верхнего слоя воды на фундамент необходимо позаботиться о сооружении не только хорошей гидроизоляции, но и качественной системы ливневки.

Почвенная влага

Грунтовая (почвенная) вода находится в верхних слоях почвы. Удерживает этот вид влаги капиллярность грунта или способность его поверхности сцепляться с различными телами. Насыщенность грунтовой влаги – величина постоянная, не зависящая от количества выпавших осадков, сезона и пр. Динамическое и вымывающее действие нагрузок на фундамент почвенная влага не оказывает. Ее негативное влияние сводится к капиллярному проникновению в толщу материала и воздействию химических соединений.

Чтобы защитить основание дома от негативного воздействия грунтовой влаги, достаточно создать влагонепроницаемый слой гидроизоляции фундамента. Если имеются чересчур влажные участки грунта, с предрасположенностью к нарастающему переувлажнению почвогрунта и изменению почворастительного покрова, то нужно провести дренаж фундамента и отвод воды от дома.

Читайте также:  Вентиляция фундамента для кирпичного дома

Подземные грунтовые воды

Подземные грунтовые воды представляют собой верхние аквиферы, типичные для определенного региона и совокупности неровностей его земной поверхности. Глубина залегания этих водоносных горизонтов зависит от местонахождения водоупорных пластов почвы. Концентрация аквифер зависит от сезонных факторов. Речь идет об обильности снеготаяния, продолжительности дождей или, наоборот, установившегося бездождия.

Для наглядного ознакомления с глубиной залегания таких аквифер и связанных с погодными изменениями разных времен года ее колебаниями можно прибегнуть к наблюдению состояния колодца, который имеется поблизости. Это может быть как обычный, так и дренажный колодец. Верхние водоносные слои могут не только проникать внутрь конструкции основания здания, но и оказывать давление столба воды над условным уровнем на ту часть фундамента, которая заглублена. Если такие слои залегают высоко, то нужно выполнить весь объем гидроизоляционных работ, включая монтаж результативной качественной дренажной системы по периметру всего дома.

Источник

Факторы, влияющие на фундамент и склонность к усадке

Итак, при формировании монолитного бетонного фундамента (ленточного, плиточного, столбчатого, их комбинации, в том числе с использованием и элементов из сборного железобетона) применяется сетка, арматурная или реже кладочная. Зачем это делать?

С одной стороны, это обуславливается эксплуатационными характеристиками самого бетона. А с другой – воздействующими на него факторами, такими как:

  • разнонаправленные нагрузки;
  • влага (грунтовые воды, атмосферные осадки, редко, но бывает – повреждение инженерных коммуникаций, систем водоснабжения, водоотведения);
  • температура окружающего воздуха.

В свою очередь нагрузки возникают по самым разным причинам, среди которых основные это конструкционные и архитектурные особенности здания или сооружения. А еще тип и характеристики грунта.

Вот все эти параметры, зачастую их совокупность и предопределяют необходимость использования кладочной или арматурной сетки при обустройстве монолитного бетонного основания. Хотя еще многое зависит от типа фундамента. Давайте об этом поговорим подробнее.

Характеристики бетона и влияние на него внешних факторов

Ключевой момент, который обуславливает необходимость использования сетки при обустройстве монолитного железобетонного основания, – характеристики бетона. Составы бывают разные, они имеют различные эксплуатационные параметры. Это тема для отдельного разговора, но есть и общие черты. Требуется учитывать такие свойства как:

  • предел прочности на разрыв и сжатие, в том числе осевое, есть такие ключевые значения как класс бетона и его марка;
  • плотность материала;
  • степень водонепроницаемости;
  • морозостойкость.

Вот сочетание этих параметров в совокупности с воздействующими на них факторами и предопределяет необходимость использования армирования монолитных бетонных оснований. В том числе и с применением арматурной или кладочной сетки.

Предел прочности на разрыв и сжатие

Не будем вдаваться в теорию, сейчас мы рассматриваем не сам бетон, а необходимость его армирования отмечу в общих чертах. На фундамент воздействуют разнонаправленные нагрузки. Бетон прекрасно справляется со сжатием, это его основной плюс. Но прочность этого материала снижается при сдвиге.

Совсем плохо дело обстоит с такими видами воздействия как на изгиб и разрыв. Вот именно, чтобы обеспечить целостность бетонного основания при сдвиге, изгибе или разрыве в него включают арматуру. То есть бетон противодействует сжатию. А сетка компенсирует сдвиг, изгиб и обеспечивает необходимую степень сопротивления разрыву.

А откуда появляются такие нехорошие нагрузки?

В первую очередь все зависит от грунта, на котором обустраивается фундамент. Речь о характеристиках почвы. Рассмотрим основные, такие как:

  • несущая способность;
  • морозное пучение;
  • просадка (усадка).

Существуют, конечно, и другие, но эти наиболее важные.

Сетка и компенсация сдвига грунта

Грунт, на котором возводится фундамент, неоднородный по своей структуре, имеет разную степень насыщения почвенными водами. Следует учитывать еще рельеф местности и климатические условия, ту же глубину промерзания. От этого зависят физические характеристики почвы:

  1. водопроницаемость;
  2. степень пластичности;
  3. связанность;
  4. трение;
  5. однородность состава;
  6. влажность и влагоемкость;
  7. размываемость;
  8. сжимаемость;
  9. разрыхление.
Читайте также:  Расстояние от фундамента до канализационного колодца снип

Именно эти параметры определяют степень подвижности грунта. А когда он двигается, соответственно появляется усилие на сдвиг, воздействующее на бетонный фундамент. Это первый ответ на интересующий нас вопрос. Сетка в фундаменте обеспечивает компенсацию усилия на сдвиг, не допускает кренов. Степень подвижности зависит от характеристик грунта, об этом не будем подробно. Скажем так – чем меньше подвижна почва, тем меньше потребность в армировании фундамента при помощи сетки. А на скальных грунтах порой и фундамент не нужен вообще.

Морозное пучение грунта и способы борьбы с ним

Морозное пучение связано с физическими свойствами воды, находящейся в грунте. Когда на улице минус — вода в почве замерзает и увеличивается в объеме. Происходит подъем, пучение (касательное или вертикальное) грунта, возникает усилие на растяжение конструкции и ее выгиб. Почва приподнимает фундамент, что приводит к его расслоению. И снова на помощь бетону приходит арматурная сетка, которая компенсирует воздействие этих негативных сил. В этом случае многое зависит от:

  • пористости почвы, наличие пор способно компенсировать часть расширения. Вода, превращаясь в лед, увеличиваясь в размерах, сначала заполняет поры;
  • структуры, песчаные (с содержанием глины менее 15%) и скалистые грунты пучению не подвержены, а вот с глинистыми — проблема;
  • неравномерности пучения (за один сезон почва может опускаться и подниматься несколько раз);
  • уровня грунтовых вод, особенно плохо если он выше чем точка промерзания грунта;
  • веса конструкций, порой массы достаточно, чтобы компенсировать воздействие силы пучения (два разнонаправленных вида нагрузок). Особенно актуально для несущих стен из каменных материалов (кирпича, различных видов бетона, камня). А вот с легкими конструкциями актуальность использования сетки возрастает.

Помимо этого, следует учитывать, что воздействие сил пучения на фундамент здания или сооружения неравномерно. С южной или освещенной стороны почва прогреется весной быстрее, чем с северной или затененной, а это приводит к перекосам. С одной стороны, чтобы этого не допустить подготавливают основание из непучинистых или условно слабопучинистых грунтов. Если человеческим языком – под фундамент обустраивают песчаную подушку. А с другой как раз используют сетку для армирования бетона.

Склонность к усадке и компенсация усилий

И еще одно нехорошее свойство грунта – склонность его к усадке. Почва сжимается под воздействием нагрузок и чем эти нагрузки выше, тем выше степень сжатия. Под нагрузками имеем ввиду вес конструкций со всем в них находящимся. Происходит осадка, если все рассчитано правильно – нормативная (в пределах нормы) и прогиб. Сетка как раз и предназначена для компенсации и предотвращения деформации монолитного бетонного основания при усадке грунта.

Надеюсь теперь понятно, что использование сетки для армирования монолитных бетонных оснований зависит напрямую от грунта. И воздействия на него климатических условий, уровня грунтовых вод и конструкционных особенностей самого здания.

Но разнонаправленные нагрузки не все причины, из-за которых используется сетка в фундаменте.

Влага и отрицательные температуры, как негативные факторы влияния на фундамент

На монолитный бетонный фундамент воздействует вода в различном ее виде. Такие как атмосферные осадки, уровень грунтовых или сточных вод. Это в подразделе у нас частично перекликается с предыдущим, ведь от уровня грунтовых вод зависит подвижность почвы. А от объема влаги в грунте и температуры окружающего воздуха – степень морозного пучения.

Дублировать не буду, а отмечу несколько других важных моментов.

В воде содержатся примеси, некоторые из них достаточно агрессивные и способны разрушать структуру бетона (при высокой концентрации кислорода). Происходит расслоение, возникают трещины и углубления. В результате снижается прочность фундамента и его рабочие характеристики. Это с одной стороны, с другой – вода прекрасно вымывает бетонное основание. И еще один момент – капиллярная влага проникает в структуру бетона из-за того, что материал обладает определенной степенью водонепроницаемости, но не 100%. Вода особенно при замерзании и расширении повреждает внутреннюю структуру материала. Тем самым, приводя к снижению его прочностных характеристик.

Читайте также:  Размеры котлована под плитный фундамент

Способов борьбы с этими явлениями несколько, один из них повышение прочности бетона путем использования сетки. А другой это правильное обустройство гидроизоляции, отмостки и ливневой канализации, инженерных систем. Например, прорванные трубы системы водоснабжения могут навредить фундаменту.

Еще одна важная характеристика – морозостойкость. Бетон при отрицательных температурах замерзает, при положительных оттаивает и такие циклы повторяются постоянно. Из-за этого происходят изменения в структуре материала, он меняет свои свойства, снижается прочность. Использование сетки в фундаменте позволяет частично компенсировать эти потери эксплуатационных параметров основания здания и сооружения.

Конструкционные особенности фундамента

Помимо свойств бетона и воздействующих на фундамент факторов окружающей среды. Которые и обуславливают использование арматурной или кладочной сетки. Еще одна причина ее применения – конструкционные особенности самого фундамента. Об этом кратко.

В ленточных фундаментах, по сути, укладывается монолитная железобетонная балка. Она работает порой на прогиб, воспринимает и равномерно перераспределяет всю нагрузку от здания. Плюс еще просадка грунта, о которой уже говорили.

С целью компенсации изгибающих и разрывающих усилий, предотвращения разрушения бетона и применяется арматурная сетка. Или же используется кладочная сетка (состоящая из продольных и поперечных стержней, соединенных определенным образом). Всем этим занимаются продольные стержни. Поперечные удерживают продольные и предотвращают их выпучивание, компенсируют поперечные нагрузки (сдвиг).

Использование сетки в столбчатых фундаментах

В столбчатых фундаментах сетка обеспечивает надежное армирование монолитного столба. А так же предотвращает его деформацию при воздействии усилий на:

  • сдвиг из-за подвижности почвы, столбы «гуляют», меняя свое положение и вертикальность. Особенно если грунт слабый или водонасыщенный, например, болотистый. Либо допущены ошибки при проектировании и установке фундамента;
  • сжатие – общий вес постройки;
  • разрыв, в том числе связанный с морозным пучением.

Кроме этого на ростверк или рандбалку воздействуют те же усилия что и на ленточный фундамент. То есть актуальность применения сетки для армирования фундамента та же. Когда используется ростверк, то стальная сетка обеспечивает жесткую связь его со столбом.

Роль сетки в плитном фундаменте

В плитном фундаменте помимо всех перечисленных задач сетка решает и еще один важный вопрос. Который напрямую связан с компенсацией разнонаправленных нагрузок. Все дело в том, что этот тип фундамента имеет свои так называемые зоны продавливания. Где армирование требуется чтобы компенсировать воздействующие на них нагрузки.

Подводя итог, парой предложений и отвечая на вопрос: «Для чего нужна сетка в фундаменте?» скажу так:

  1. С одной стороны, для повышения прочности основания.
  2. С другой для предохранения бетона от разрушения и обеспечения необходимых эксплуатационных параметров фундамента. (Причем бетон в свою очередь гарантирует сохранность арматуры, двухсторонняя связь).

А так же рекомендую к прочтению статьи на моем блоге:

Источник

Adblock
detector