Меню

Зимние фундаменты для деревянных домов



Своими руками — Как сделать самому

Как сделать что-то самому, своими руками — сайт домашнего мастера

Строительство фундамента зимой – можно или нет (подробное описание технологии)

Делаем фундамент зимой с учетом всех факторов

Можно ли строить зимой?

Только вопрос: какой ценой?

Проблемы, связанные с изготовлением фундаментов в период, когда на улице мороз, анализирует кандидат технических наук Леонид Гинзбург.

В прошлом на Руси зимой, как правило, дома не строили, а вели только такие подготовительные работы, как завоз толстых брёвен, камня и т.п. В тёплое время года доставлять всё это по раскисшим дорогам на телегах было очень сложно или вообще невозможно. Мороз -«строитель« позволял подвозить материалы по зимнинам.

С тех пор существенно изменились технологии строительных работ, появились новые материалы и средства их доставки к месту возведения зданий. Однако период выполнения строительных работ с апреля по октябрь остался в силе из-за неблагоприятных климатических условий на большей части России.

Вообще-то деревянные дома можно возводить и зимой. Но наибольшие трудности при возведении зданий в этот период возникают при устройстве фундаментов: при разработке грунтов, бетонировании и выдержке бетона. Всё это удорожает работу и может снизить качество фундаментов. Некоторые трудности можно преодолеть, например, применяя прогрев бетона.

Проанализируем, что может произойти с фундаментами при их возведении зимой и при каких условиях строительство будет надёжным. Для этого вначале рассмотрим некоторые свойства промерзающих грунтов.

Свойства и параметры пучинистых грунтов

Практически вся территория Российской Федерации находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Мелкие и пылеватые пески, супеси, суглинки и глины при промерзании проявляют пучинистые свойства. Поверхность этих грунтов зимой приподнимается, а весной, опаивая, приходит в исходное положение. Крупные и средней крупности пески считаются практически непучинистыми.

Грунты в зависимости от величины деформации поверхности условно подразделяют следующим образом:

  • при деформации менее 1,4 см – практически непучинистые;
  • от 1,5 до 5,0 см – слабопучинистые;
  • в пределах 5,1-10 см – среднепучинистые;
  • от 10,0 до 17,0 см и более – сильнопучинистые.

Эти данные приведены для глубины промерзания в Московской области. В других регионах деформации поверхности при одинаковой степени пучинистости будут несколько отличаться (рис. 1).

Величина деформации поверхности пучинистых грунтов в зависимости от нормативной глубины промерзания: 1 — Волгоградская область; 2 — Московская область; 3 — Уфимская область; 4 — Новосибирская область; f — коэффициент пучения; h, — величина деформации пучения поверхности грунта.

Деформации пучения промёрзшей толщи грунта с глубиной уменьшаются, а на границе промерзания они равны нулю. В сильнопучинистых грунтах уменьшение деформации пучения происходит в прямой пропорции с глубиной (рис. 2а), а в слабопучинистых грунтах – в степенной зависимости (рис. 26).

Зависимость деформации пучения ненагруженного основания от глубины расположения дна траншей (котлованов): а — в сильнопучинистых грунтах; 6 — в слабопучинистых грунтах; df, — глубина промерзания; h1, — величина деформации пучения поверхности грунта.

Например, если в сильнопучинистых грунтах при промерзании на 1,4 м деформация поверхности составляет 16 см, то на половине этой глубины (0,7 м) – 8 см. В слабопучинистых грунтах деформацию с удовлетворительной точностью можно описать квадратичной функцией. Следовательно, для этих грунтов: если деформация поверхности составит 5,0 см (при том же промерзании в 1,4 м), то в соответствии с графиком (рис. 26) на половине глубины (0,7 м) она будет 1,25 см.

При устройстве фундаментов зимой промерзание грунта начинается не только от поверхности грунта, но и от дна отрытых траншей и котлованов. В этом случае деформации пучения и последующих осадок дна выработок могут достигать тех же значений, что и на поверхности строительной площадки. Это следует учитывать.

Читайте также:  Фундамент плита схема коммуникации

Скорость промерзания грунта

Фактическая скорость промерзания грунта зависит от температуры воздуха. Для московского региона при продолжительности периода с отрицательными температурами в 147 суток можно принять среднезимнюю скорость промерзания грунтов равной 1 см/сут. Зная продолжительность работ по устройству фундаментов от начала разработки грунта до обратной засыпки, можно ориентировочно рассчитать глубину промерзания грунта под подошвой фундамента. Деформации пучения, как правило, по площади дома происходят неравномерно.

Перед началом устройства фундаментов возможны два варианта температурного состояния грунтов. Первый -талое – при положительных температурах или при отрицательных температурах, когда грунт до начала строительства благодаря утеплению сохранялся от промерзания. Второй – мёрзлое, когда никаких мер по сохранению грунта от промерзания не принимали.

При устройстве фундаментов зимой на непучинистых талых или промороженных грунтах никаких неприятностей ожидать не следует. Однако остаются технологические трудности, связанные с разработкой грунта, укладкой бетона и сохранением его от промерзания в период набора прочности.

Сборные фундаменты

Предположим, мы делаем на пучинистых грунтах ленточные или столбчатые фундаменты из сборных блоков в тёплое время. Если не принять специальных мер по предохранению основания этих фундаментов от промерзания, то неизбежно произойдут деформации пучения. Из-за неравномерности пучения кладка блоков нарушится. Весной, при осадках нарушения будут ещё более серьёзные.

Защитить грунты основания от промерзания можно, если устроить вокруг фундаментов временное покрытие из опилок, шлака, керамзита и других утеплителей. Сами утеплители должны быть защищены от намокания. В этом случае зимнее строительство вряд ли окажется дешевле, чем в следующем благоприятном для этих работ сезоне.

Устройство фундаментов из блоков зимой на промороженных грунтах приведёт к тому, что весной произойдут неравномерные осадки и кладка фундаментов также будет нарушена.

Если сборный фундамент устроен зимой в утеплённом грунте, но в процессе строительства допущено его промерзание, то произойдут деформации пучения, а весной – осадки, поэтому результат будет такой же плачевный, как и в случае с промороженным грунтом. Вывод -сборные фундаменты делать зимой в пучинистых грунтах не рекомендуется.

Монолитные заглублённые фундаменты

Устроенные в период положительных температур монолитные ленточные железобетонные фундаменты, заглублённые ниже уровня промерзания, естественно, подвергнутся зимой деформации пучения. Если они к этому времени окажутся ненагруженными, то касательные силы пучения переместят их вверх. Под подошвой фундаментов появится полость и возникнут условия для образования остаточных деформаций.

Весной же при оттаивании грунтов произойдут обратные неполные осадочные деформации. Есть большая вероятность, что армированные фундаменты останутся целыми, но неравномерность осадки может вызвать крен всего фундамента. Весной работу придётся начинать с проверки и выравнивания верхнего обреза фундаментов.

Особенно большие деформации и крены наблюдаются в монолитных щелевых ленточных и столбчатых фундаментах, бетонируемых «враспор» грунта, когда траншеи или котлованы откапывают в ширину по размеру фундамента и бетон укладывают непосредственно в фунт.

Если бетонную смесь только уложили, а грунт начинает промерзать и вспучиваться, то в не набравшем прочности бетоне могут возникнуть трещины. Избежать их можно, сохраняя грунт от промерзания во время и после изготовления фундаментов фактически до конца периода с отрицательными температурами. Сделать это достаточно сложно, так как требуется высокая культура производства. Впрочем, при устройстве щелевых фундаментов утепление осуществить проще. Но во всех случаях дополнительные затраты неизбежны.

Читайте также:  Акты замеров осадок фундаментов

При устройстве заглублённых монолитных фундаментов зимой на промороженном основании возможно дальнейшее промерзание грунта ниже подошвы фундаментов в процессе производства работ и в период выдержки бетона. В бетоне, не набравшем прочности, и в этом случае могут образоваться трещины, а осадки (при достаточной прочности бетона и пространственной жёсткости фундамента) вызовут крен постройки. Весной надо будет проверять и выравнивать верхний обрез фундаментов.

Как видим, устройство рассмотренных фундаментов зимой как на талых, так и на промороженных грунтах связано с риском получить брак и удорожание строительства. Поэтому устраивать заглублённые фундаменты зимой на промёрзших пучинистых грунтах не рекомендуется.

ДОПУСТИМЫЕ АБСОЛЮТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ПУЧЕНИЯ ДЛЯ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ СОСТАВЛЯЮТ 5,0 СМ, ДЛЯ ДОМОВ С КИРПИЧНЫМИ И МЕЛКОБЛОЧНЫМИ СТЕНАМИ – 2,5 СМ.

Мелкозаглублённые монолитные ленточные фундаменты

Изготовленные на пучинистых грунтах осенью, когда бетон успевает до морозов набрать необходимую прочность, эти конструкции сохраняются целыми, а при пучении не происходит образования остаточных деформаций, если принять меры по их консервации на зиму. Мелкозаглублённые фундаменты проектируют приспособленными к деформациям пучения. Поэтому на таких фундаментах возможно возведение деревянных домов зимой.

Но и в мелкозаглублённых фундаментах, изготавливаемых зимой, если допускается промораживание грунта со дна траншей (котлованов), в слабом бетоне возможно образование трещин. При устройстве таких фундаментов на промороженном основании произойдут неравномерные осадки весной. В лучшем случае придётся выравнивать верхний обрез ленты. Поэтому и такие фундаменты на промороженных фунтах устраивать не рекомендуется.

Опоры с уширением

При устройстве буровых опор с их уширением ниже глубины промерзания в талом и промороженном грунтах весной никаких неприятностей не ожидается. Но при бетонировании зимой и последующем промерзании грунта по боковым поверхностям опор возникнут большие касательные силы пучения. При слабом бетоне потребуется усиленное армирование ствола опор.

При применении цилиндрических буровых опор в пучинистых грунтах имеют место всё те же проблемы, что и при щелевых фундаментах.

Таким образом, надёжное устройство любых фундаментов зимой по грунтовым условиям возможно на промороженных и талых площадках, сложенных непучинистыми крупными и средней крупности песками.

В пучинистых грунтах на промороженных площадках делать фундаменты не рекомендуется. На пучинистых непромороженных грунтах зимой возможно надёжное устройство мелкозаглублённых фундаментов при принятии мер по обеспечению их устойчивости. На таких фундаментах можно продолжать строительство деревянных домов зимой, кирпичных домов – только в тёплое время года.

Технология работ по строительству фундамента зимой

Выполнение фундаментных работ в зимних условиях имеет свою специфику. При рассмотрении предъявляемых требований выделим следующие пять технологических операций: разработка грунта; устройство выравнивающей или противопучинной подушки; бетонирование; уход за бетоном в процессе набора прочности; устройство обратной засыпки.

Разработка грунта

При плановом устройстве фундаментов зимой следует заранее позаботиться о защите основания от промерзания. Для этого могут быть использованы различные утеплители, указанные выше.

В случае допущенного промерзания грунтов перед разработкой их надо отогревать. Во всех случаях расходы на разработку грунта зимой увеличиваются.

Устройство песчаной подушки под фундамент

При изготовлении заглублённых фундаментов под их подошвой в глинистых Фунтах, как правило, делают выравнивающую песчаную уплотнённую подушку небольшой толщины (0,10-0.15 м). При устройстве мелкозаглублённых фундаментов толщину песчаной или песчано-гравийной (щебёночной) подушки определяют расчётным путём и отсыпка может быть гораздо большей высоты (0,2-0,5 м).

Песок, завезённый для устройства подушки, не должен быть смерзшимся и иметь включений льда и снега. Попав в подушку, они растают весной и образуют полости, что вызовет дополнительные осадки грунта. Песок и щебень завозят заранее и укрывают от дождей и снега. Перед их использованием до снятия укрытия площадку и бровки траншей и котлованов расчищают от снега так, чтобы он не попал с отсыпкой в выемки.

Читайте также:  Вспененный полистирол утепление фундамента

Зависимость времени смерзания грунта от величины отрицательной температуры воздуха: t” — величина отрицательной температуры воздуха; Т — время смерзания грунта в минутах.

На рис. 3 показана ориентировочная зависимость времени смерзания грунта от температуры воздуха. Увеличить продолжительность смерзания уплотняемого песка можно путём увлажнения его подсоленной водой. Увлажняют песок из лейки небольшим количеством горячей воды и только в местах непосредственного уплотнения. Уплотнять песок следует небольшими слоями (при ручной трамбовке – 5-7 см). Правильно поступят те, кто вначале опробуют технологию работ на небольшом участке. Толщину уплотняемых слоев, необходимость смачивания и потребное количество воды на единицу площади, количество ударов по одному месту в конкретных условиях лучше уточнить экспериментально. Готовую подушку укрывают от снегопадов.

Бетонные работы

При устройстве опалубки и монтаже арматуры снег и лёд не должны попасть на отсыпанное основание.

Чтобы при укладке и выдержке бетон в холода не промёрз, необходимо принять следующие меры: перевозить бетон в машинах, оборудованных подогревом; применять бетон с противоморозными добавками, снижающими температуру его замерзания; использовать электропрогрев уложенного бетона; укрывать бетон утеплителями.

В настоящее время имеется множество эффективных противоморозных добавок, в том числе добавки С-ЗМ-15, формиата натрия, нитрита натрия и др.

Следует иметь в виду, что при низких положительных температурах скорость набирания прочности бетоном уменьшается в 2 и более раз по сравнению с летом, а при отрицательных температурах – до 5 раз.

Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости не должна быть ниже F50 и W2 соответственно.

Абсолютно недопустимо при зимнем бетонировании применение жидкого бетона с нарушенным водоцементным отношением. Необходимое количество воды вступает в реакцию с цементом. Лишняя же вода, остающаяся в бетоне, при замерзании может стать причиной разрушения фундамента или понижения его прочности.

Для обеспечения качественной укладки жёсткого бетона обычно добавляют пластификаторы, например Суперпластификатор С-3. Для электропрогрева бетона требуется специальное оборудование и квалифицированные рабочие, которых подавляющее большинство строительных фирм не имеют.

Обратная засыпка

При обратной засыпке зимой к технологии работ предъявляются те же требования, что и при устройстве подушки, снега и льда в ней не быть должно.

Таким образом, изготовление фундаментов в зимний период существенно усложняется, а стоимость работ возрастает.

Строительство фундамента зимой: выводы

1. Устройство фундаментов загородных домов на пучинистых грунтах рекомендуется выполнять в тёплое время года. Только в этом случае могут быть обеспечены качество и экономичность строительства и надёжность фундаментов.

При изготовлении заглублённых фундаментов на пучинистых грунтах зимой возможны деформации, что приводит к нарушению целостности самих фундаментов. Надёжность изготовления таких фундаментов низкая.

2. Допустимо устройство под деревянные дома заглублённых фундаментов зимой на непучинистых грунтах, а также на слабопучинистых грунтах при соблюдении всех требований технологии ведения работ.

3. Независимо от степени пучинистости грунтов допустимо возведение деревянных домов зимой на мелкозаглублённых фундаментах, изготовленных до наступления морозов.

4. Изготовление фундаментов зимой существенно удорожает строительство.

ИНТЕРЕСНЫЙ РЕЦЕПТ ПР0ТИВ0МОРОЗН0Й ДОБАВКИ ПРИМЕНИЛ АРХИТЕКТОР МОНФЕРРАН ПРИ УСТРОЙСТВЕ ФУНДАМЕНТА АЛЕКСАНДРИЙСКОЙ КОЛОННЫ НА ДВОРЦОВОЙ ПЛОЩАДИ В ПЕТЕРБУРГЕ (БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ПРОВОДИЛИСЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА): ОН СМЕШАЛ ЦЕМЕНТ С ВОДКОЙ И ДОБАВИЛ ДЕСЯТУЮ ЧАСТЬ МЫЛА.

Источник