Как предотвратить пучение фундамента: эффективные мероприятия и рекомендации

Для предотвращения пучения фундамента необходимо учитывать особенности грунта и уровень его увлажнённости. Важно проводить детальное геологическое исследование перед началом строительства, чтобы определить радиус воздействия грунтовых вод и состав почвы.

Кроме того, можно применять методы дренажа и укрепления грунта, такие как установка дренажных систем и использование геосеток. Заблаговременные меры по контролю за влажностью и обработка основания фундамента специальными растворами помогут значительно снизить риск пучения и обеспечат долговечность сооружения.

МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ ГРУНТА — ПРОСТЫМ ЯЗЫКОМ О СУТИ И СПОСОБАХ УСТРАНЕНИЯ

Данное явление известно очень давно, но, несмотря на это, довольно часто в своей практике мы встречаемся с повреждениями зданий и сооружений, вызванными морозным пучением из-за ошибок строительства. В данной статье мы попытаемся простым языком рассказать о сути и способах устранения негативного влияния на фундаменты, инженерные коммуникации и иные объекты.

Описание явления

С физической точки зрения морозное пучение — это увеличение объема грунта вследствие замерзания воды в пределах глубины промерзания. Для каждого региона и типа грунта есть своя нормативная глубина промерзания для Московской области это примерно от 110см (суглинок) до 163 см (насыпь).

При возникновении морозного пучения появляются силы морозного пучения, которые пытаются вытолкнуть (опрокинуть) фундаменты, инженерные коммуникации и иные объекты, заглубленные в грунт. Определение значения силы морозного пучения довольно сложный процесс, с которым могут справиться специалисты нашей компании.

Наличие и степень пучинистости грунта определяет специализированная организация, при геологических изысканиях опираясь на состав, пористость и уровень грунтовых вод. Но для начинающего дачного строителя достаточно понимать, что пучинистыми грунтами могут быть как глинистые грунты, так и мелкие, пылеватые пески, плохо пропускающие через себя воду. А вот крупнозернистые песчаные и гравийные грунты почти наверняка будут не пучинистыми. На фото ниже деформация от морозного пучения грунта кирпичного забора с мелкозаглубленным ленточным фундаментом.

Условия возникновения

Для возникновения морозного пучения необходимо одновременное влияние следующих факторов:- грунт должен быть пучинистым; — грунт должен быть влажным;- температура грунта должна быть ниже 0 градусов.При отсутствии хотя бы одного фактора морозное пучение не возникнет. Ниже показано направление касательных и лобовых сил морозного пучения.

Способы устранения негативного влияния

1 способ. Устранение пучинистых свойств на глубину промерзания грунта. Самым простым и надежным вариантом является полная замена пучинистого грунта под подошвой фундамента или трассы инженерных коммуникаций на непучинистых. Реже встречается вариант с введением в грунт специальных противопучинистых добавок.

Щебеночная подушка под подошвой фундамента значительно уменьшает силу морозного пучения за счет пустот между фракциями камня. 2 Способ. Снижение влажности грунта.

Чаще всего при наличии воды в зоне промерзания грунта выполняют следующие мероприятия: водопонижение с помощью дренажа, подъем отметки пола здания с помощью насыпного грунта, отсекание атмосферных поверхностных вод от фундаментов с помощью бетонных и асфальтовых покрытий. 3 Способ. Предотвращение замерзания грунта под подошвой фундамента или уменьшение глубины промерзания.

Утепление грунта «теплыми отмостками» вблизи фундаментов отапливаемых сооружений, искусственный подогрев грунта коммуникациями, выделяющими тепло. Ниже показан пример образования трещин по стенам здания под действием сил морозного пучения. С точки зрения устранения негативного влияния морозного пучения самым надежным способом является заложение фундаментов, инженерных коммуникаций ниже глубины промерзания. Но с экономической точки зрения некапитальные, вспомогательных и иных объекты гораздо выгоднее располагать на небольшой глубине при этом устранив негативное влияние морозного пучения. Сэкономить ваши средства и подобрать оптимальный вариант типа фундамента или прокладки подземных коммуникаций вам помогут наши специалисты с многолетним опытом работы в данном направлении.

В статье использовались следующие материалы:- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов

Возведение зданий и сооружений на многолетнемерзлых пучинистых грунтах и грунтах в зонах сезонного оттаивания зачастую имеет свои объективные сложности. Мерзлотно-грунтовые условия на глубинах промерзания, в подавляющем большинстве случаев вследствие морозного пучения, являются неблагоприятными для обеспечения несущей способности фундаментов и оснований.

Согласно открытым данным, порядка 65% фундаментов и оснований под малонагруженные фундаменты (опоры линий ЛЭП, опоры контактной сети железных дорог, инфраструктурные объекты нефтегазового комплекса и т.д.) организованные в зонах с сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов, в той или иной степени, деформированы под воздействием сил морозного пучения. С течением срока эксплуатации таких фундаментов деструктивное воздействие, как правило, только усугубляются и ведет к досрочному выводу из эксплуатации объектов.

Морозное пучение

Под морозным пучением принято понимать внутриобъемное деформирование промерзающих грунтов, способствующее увеличению их объема вследствие замерзания в них влаги и образования ледяных включений в виде прослоек и линз. Обратный процесс в момент оттаивания сопровождается осадкой, разуплотнением и, как следствие, снижением несущей способности грунтов. Морозное пучение выражается в неравномерном поднятии деятельного слоя грунта. Возникают напряжения грунта при пучении, что оказывает существенное воздействие на фундаменты и на наземные конструкции зданий.

Традиционные метода борьбы с пучением грунтов

При проектировании оснований и фундаментов на пучинистых грунтах в соответствии с СП 25.13330 предусматривают специальные противопучинные мероприятия, призванные уменьшить деформацию зданий и сооружений, снижающие силы морозного пучения.

Зачастую, фундаменты зданий и сооружений, расположенных в условиях распределения многолетнемерзлых грунтов проектируются свайными. Сваи для них используются как металлические так и железобетонные.

К традиционным методам снижения деструктивного влияния на фундаменты и основания сил морозного пучения относят:

— Использование кремнеорганических эмалей (КО-174, КО-1164);

— Противопучинные смазки БАМ-3 и БАМ-4.

Наиболее распространенными противопучинными смазками и пропитками является смазка БАМ-4 и кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164. Смазка БАМ-4 представляет собой мягкую и пластичную углеродистую композицию из переработанных нефтяных продуктов. Поверх обмазки БАМ-4, на обработанные поверхности свай необходимо накладывать полимерные ленты или пленку для предохранения смазки от стягивания при пучении грунта.

Кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164 представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в растворах кремнийорганических смол.

Указанные выше противопучинные покрытия, несмотря на их доступность и сравнительно невысокую стоимость, не обладают достаточной прочностью и долговечностью при циклических нагрузках на фундаменты в процессе пучения грунтов. В результате такого воздействия происходит повреждение покрытий, вымывание смазок грунтовыми водами и как следствие коррозия металлических поверхностей свай, и через какие-то время продолжение выпучивания свай фундамента.

Современные противопучинные технологии

Одним из действенных современных способов снижения воздействия сил морозного пучения при применении свай для обустройства фундаментов и оснований является применение свай с противопучинными полимерными покрытиями.

С 2011 года на российском рынке присутствует решение от компании УЗПТ "Маяк" — Противопучинная полимерная термоусаживаемая оболочка ОСПТ "Reline", ТУ 2247-004-75457705-2014 (для металлических свай) и Противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline" ТУ 20.30.12-001-75457705-2018 (для железобетонных свайных конструкций).

ОСПТ "Reline" представляет собой полимерную термоусаживаемую оболочку, произведенную из радиационно-модифицированного полимера.

ОСПТ"Reline": остается пластичной даже при глубоком минусе (до -63ºС); не смерзается с грунтом, то есть свая, остается в исходном положении; адгезивный слой обеспечивает прочное сцепление оболочки со сваей, не дает ей сдвигаться по свае (сила касательного сцепления составляет не менее 30 кг/1 кв.см, что превышает силу морозного пучения в десятки раз).

Эффективность ОСПТ "Reline" была подтверждена ОАО «Фундаментпроект» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в рамках проведения лабораторных исследований и натурных испытаний, результатом которых стало подтверждение уникальных качественных характеристик материала, снижение сил морозного пучения было подтверждено в пределах 50-60%. При расчете оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения по СП 25.13330.2012 для свай, покрытых оболочками противопучинными термоусаживаемыми ОСПТ «Reline» к значениям τfh следует применять коэффициент 0,42.

Оболочка ОСПТ "Reline" прошла аттестацию в ПАО "Газпром" и разрешена для применения при строительстве объектов различного назначения. На основании аттестации данные материалы включены в реестр Газпром СтройТЭК Салават. Одним из крупнейших объектов, при строительстве которых было применено решение ОСПТ "Reline" стал газопровод «Сила Сибири».

В свою очередь, при обустройстве фундаментов и оснований зданий с применением железобетонных свайных конструкций одним из немногих возможных решений, направленных на минимизацию воздействия сил морозного пучения является противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline".

ПСПП «Reline» (ТУ 20.30.12-001-75457705-2018) — это полимерное износоустойчивое композиционное покрытие на эпоксидной основе, которое используется для защиты бетонных и ЖБ поверхностей, контактирующих с пучинистыми грунтами. Покрытие образует на поверхности сваи прочный водонепроницаемый слой. Это современная альтернатива противопучинистым смазкам, которые стираются с поверхности и смещаются при многочисленных циклах оттаивания-замерзания грунта. ПСПП «Reline» может применяться как самостоятельное покрытие, так и с финишными красками, в том числе для защиты от УФ. Немаловажным плюсом ПСПП «Reline» является возможность нанесения на заглубленные ж/б фундаменты сложной формы, что позволяет не только значительно снизить воздействие деструктивных сил морозного пучения, но и предотвратить проникновение влаги через поры поверхности к металлической арматуре, что существенно продлевает срок эксплуатации фундамента.

Нанесение ПСПП «Reline» возможно как методом безвоздушного распыления с раздельной подачей подогреваемых компонентов — для заводских условий, так и кистью или валиком в трассовых условиях.

Сравнение технологий по методу монтажа

С точки зрения монтажа — все вышеперечисленные продукты достаточно легко наносятся, как в заводских так и в трассовых условиях, но в отличие от традиционных противопучинных мероприятий, которые выполняются при положительных температурах, оболочка ОСПТ «Reline» может монтироваться на сваю как в заводских, так и в трассовых условиях на открытом воздухе даже при температурах -20°С и ниже (при организации укрытия). В свою очередь противопучинное покрытие ПСПП «Reline» для железобетонных свайных конструкций возможно наносить в трассовых условиях в диапазоне температур от минус 5°С до плюс 30°С. Нанесение смазки БАМ Возможно при низких температурах, но в силу применяемых материалов и технологии БАМ в морозы не нанести качественно.

По способу погружения свай в грунт сваи с оболочкой ОСПТ «Reline» и покрытием ПСПП «Reline» применяются при буроопускном, бурозабивном и забивном способах, что Выгодно отличает их от кремнеорганических эмалей и битумных смазок, при нанесении которых возможен только буроопускной способ, т.к другие виды погружения приводят к повреждению покрытий.

Эффективный срок службы ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» при соблюдении технологии нанесения составляет срок, соизмеримый со сроком эксплуатации оборудования/строений размещенных на возводимых фундаментах, в 50 лет. Это выгодно отличает данные решения от традиционного использования противопучинных смазок БАМ-3 и БАМ-4.

Современные подходы к организации строительства объектов на многолетних мерзлых грунтах, а В зонах сезонного оттаивания грунтов дают возможность использования новых, более эффективных разработок в сфере обеспечения противопучинных мероприятий — таких, как сложно-модифицированная полимерная оболочка ОСПТ «Reline».

В условиях сжатых сроков возведения малонагруженных фундаментов при использовании металлических и железобетонных свайных конструкций целесообразно применять противопучинное покрытия ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» соответственно.

Данные решения позволяют на стадиях проектирования избежать:

— расчета удлинения свай;

— дополнительного бурения под обсадные колонны;

— отсыпки и теплоизоляции грунтов;

Немаловажным плюсом использования продуктов ЗАО "УЗПТ "Маяк" является сокращение сроков и упрощение строительных работ. Кроме того, в силу технологичности процесса монтажа ОСПТ «Reline», и простоты нанесения ПСПП «Reline, соблюдаются все требования по нанесению покрытий как в заводских, так и в полевых условиях.

SGround.ru

Морозное пучение один из наиболее опасных и непредсказуемых факторов воздействия на фундамент. Действие морозного пучения грунтов и выпучивание фундаментов ухудшает условия эксплуатации и укорачивает сроки службы зданий и сооружений, вызывает их повреждения и деформации. Это приводит к большим затратам на ремонт повреждений и неудобствам в эксплуатации (перекошенные и заклинивающие двери и ворота, лопнувшие стекла в окнах, трещины в стенах и фундаментах, разрушение крылец и др.).

Если грунты в основании сооружения пучинистые, а мероприятия по предотвращению воздействия морозного пучения на фундамент не были предусмотрены или были выбраны неверно, то сооружение обречено на постепенное снижение своих эксплуатационных характеристик, вплоть до разрушения. Бороться с морозным пучением, которое уже воздействует на фундаменты очень сложно.

О расчетах фундаментов на воздействие пучения будет написана отдельная статья.

Основные направления по предотвращению воздействия пучения на фундаменты

• Первое направление – воздействие на грунты в зоне промерзания и их характеристики с целью уменьшения или исключения их пучинистых свойств.

Явление морозного пучения имеет место при единовременном наличии нескольких условий – грунт должен быть пучинистым, должна быть отрицательная температура и определенная влажность грунта. Если одно из этих условий отсутствует, то пучения не будет. Исходя из этого основные методы воздействия на грунт основания делятся на:

1. Методы, связанные с устранением свойств пучинистости грунта. Сюда относят замену грунта на непучинистый, введение в грунт противопучинистых добавок, введение веществ, снижающих температуру замерзания грунта, уплотнение и изменение структуры грунта.
2. Методы, направленные на снижение влажности грунта. К таким методам относятся например выполнение дренажа, искусственное снижение уровня грунтовых вод, подъем участка строительства за счет отсыпки грунтом (вертикальная планировка), обеспечение естественного стока атмосферных вод и др.
3. Методы, направленные на недопущение замерзания грунта или уменьшения глубины промерзания. К таким относятся, например, утепление грунта вблизи фундаментов отапливаемых сооружений, искусственный подогрев грунта коммуникациями, выделяющими тепло, или греющим кабелем.

• Второе направление — приспособление фундамента и сооружения в целом к восприятию усилий от морозного пучения или снижение смерзания грунта и фундамента. Это направление в основном предусматривает решения по модификации фундаментов и несущих конструкций.

Это направление применяется, когда гарантированно устранить пучинистость грунта не представляется возможным или слишком дорого. Тогда специальными мерами добиваются такого состояния: грунт возле фундамента при промерзании вспучивается, но это не оказывает влияния на фундаменты. К таким мерам относят:

1. Правильный выбор глубины заложения фундаментов для исключения воздействия лобовых сил морозного пучения, т.к. эти силы имеют огромные величины и бороться с ними очень тяжело (по крайней мере в малоэтажном строительстве). Для этого необходимо чтобы подошва фундамента находилась ниже глубины промерзания. Эта мера обязательна всегда кроме случая с малозаглубленными фундаментами, которые изначально предполагают воздействие на них лобовых сил пучения.

1. Конструктивные меры – уменьшение сечения фундамента в пределах промерзающего слоя, применение обратного уклона боковых граней фундамента, увеличения расстояния между фундаментами для увеличения нагрузки на них и др;
2. Применение покрытий боковой поверхности свай и столбчатых фундаментов (окраска, обмазка, оболочки), снижающих силы смерзания с грунтом в пределах промерзающего слоя; Поднимающиеся от пучения грунты просто будут проскальзывать вдоль сваи, не воздействуя на нее;
3. Применение винтовых свай и свай с уширением в нижней части (сваи РИТ, буронабивные сваи с камуфлетной пятой и др.), грибовидных фундаментов и фундаментов с развитой подошвой для создания большого сопротивления выдергиванию; Поднимающиеся от пучения грунты тянут фундамент вверх, но удерживающая сила больше выпучивающей, поэтому перемещения фундамента не происходит;
4. Увеличение длины сваи или глубины фундамента из расчета на морозное пучение (так чтобы сила, удерживающая сваю от выпучивания, была больше силы морозного пучения) без создания уширения в нижней части.

Иногда в малоэтажном строительстве имеет смысл делать незаглубленные или малозаглубленные фундаменты, заранее полагая что они будут подвержены пучению, и рассчитывать их на восприятие соответствующих усилий. Этот подход неоднозначный и применим далеко не всегда. Отдельно читайте о малозаглубленных фундаментах в статье.

При применении любых конструктивных методов следует учитывать что если всё сделано верно то подъем поверхности грнута за счет пучения все равно будет как и раньше, просто фундаменты при этом не будут смещены. Поэтому необходимо оставлять зазоры до ростверков, стен и др. чтобы при подъеме поверхности грунта она не достигала их и не оказывала негативного воздействия.

Касательно выбора глубины заложения фундаментов для исключения воздействия лобовых сил морозного пучения читайте эту статью.

Далее рассмотрим более подробно отдельные методы борьбы с пучением:

Методы устранения пучинистых свойств грунта

1. Самый простой и надежный метод исключения свойства пучинистости это замена пучинистого грунта на гарантированно непучинистый – песок средний, крупный или гравелистый (или щебень/гравий). При этом в песчаных и щебенистых грунтах не должно быть примесей глинистых частиц более 15% и желательно обеспечить защиту от заиливания глинистым грунтом разделив слои геотекстильными материалами.

При этом следует учитывать, что ширина пазухи котлована, заполняемой непучинистым грунтов должна быть не менее: 0,2 м при глубине промерзания df равной 1,0…1,5м; не менее 0,3 м при глубине промерзания df равной 1,5…2,0м; пазухи должны быть шириной не менее 0,5 м при глубине промерзания до 2,5 м. Желательно обеспечить отвод воды из непучинистого дренирующего грунта и перекрыть поверхность засыпки водонепроницаемой отмосткой.

Для свай пазуха образуется выполнением лидерной скважины большого диаметра на глубину сезонного промерзания грунта. Стойки в грунте устанавливаются в сверленые котлованы большого диаметра с последующей засыпкой пазух песком или песчано-гравийной смесью (ПГС).

1. Введение в грунт противопучинистых добавок:

— Засаливание грунта. Временная мера, например на период строительтсва. Выполняется технической поваренной солью или хлористым калием. Расход около 30 кг на 1 м 3 грунта. Вводится перемешиванием с грунтом обратной засыпки слоями около 10 см.

Засоляется грунт с глубины 0,5 м до глубины 1,0 м. Засаливание может негативно сказаться на долговечности материала фундамента.(п. 5.1 Руководства)

— Обработка грунта нефтяным раствором. Выполняется для слоя грунта толщиной 5-10 см. на контакте с фундаментом. Состав раствора – диз. топливо 54%, высокоокисленный битум – 20%, окись кальция 20%, НЧК (алкиларилсульфонат) – 4% и вода 2% по массе. (п. 5.2 Руководства)

Обработка грунта выполняется перемешиванием его с нефтяным раствором в количестве 5-10% раствора от веса сухого грунта. Контактный слой устраивается при обратной засыпке пазух котлована. (необходимо соблюдать экологические нормы).

Исследованы так же варианты введения криотропных полимерных добавок в грунт – полимерные гели с верхней критической температурой растворения (описано в научной статье). Результаты получили замечательные, правда о сути материала и способе его введения информации почти нет.

Методы уменьшения влажности грунта в зоне промерзания

Основная причина пучения грунта – наличие в нем воды, переходящей в лед при промерзании, поэтому осушение грунтов с удалением из них воды являются наиболее эффективными.

Сюда входят следующие меры:

• устройство постоянного дренажа поверхностных атмосферных вод;
• вертикальная планировка с уклоном не менее 5% для отвода поверхностных вод;
• подъем отметок планировки насыпью непучинистым грунтом из расчета обеспечения необходимого расстояния до максимального уровня грунтовых вод;
• постоянное водопонижение;
• водонепроницаемые отмостки по периметру зданий и сооружений шириной не менее 1,0 метра;
• тщательное уплотнение обратных засыпок;
• специальные меры по предотвращению замачивания грунтов при прорыве водонесущих коммуникаций;
• удаленность от источников увлажнения не менее 20 м (колонки водоснабжения, места мойки машин и др.).

Инженерно-мелиоративные меры (дренаж и водопонижение, отвод поверхностных вод) являются коренными если они обеспечивают осушение грунтов в зоне сезонного промерзания и на глубину 2-3 метра ниже нее. Однако очень часто обеспечить такое снижение уровня грунтовых вод не представляется возможным или слишком дорого, тогда эти меры применяются в сочетании с другими для уменьшения деформации грунта при промерзании.

Методы уменьшения глубины промерзания грунта

Сюда следует отнести следующие теплоизоляционные мероприятия:

— Временное утепление поверхности грунта природными материалами (торф, снег, опилки, солома) на период строительства, или постоянное утепление материалами типа пенополистирол, керамзит, шлак и др направлено на уменьшение глубины промерзания грунта или его исключение. Наиболее эффективно при утеплении грунта вблизи фундаментов отапливаемых зданий с подвалом или полами по грунту – утеплитель укладывается под отмостку и смещает зону промерзания грунта наружу от фундаментов, обеспечивая их защиту.

Предпочтение следует отдавать материалам, не теряющих своих свойств при воздействии влаги, т.к. в осенний период перед замерзанием зачастую происходит водонасыщение утепляющего слоя. Наиболее эффективным является экструдированный пенополистирол. Возможно так же применение для отмостки керамзитобетона, полистиролбетона и др. с защитой поверхности от разрушения.

Источник — Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 1979 г.

Применение покрытий боковой поверхности фундаментов

Эти методы применяются, когда гарантированно устранить пучинистость грунта не представляется возможным или слишком дорого.

Боковая поверхность сваи или фундамента в зоне промерзания для уменьшения касательных сил пучения должна быть гладкой настолько, насколько это возможно. Наличие выступов и шероховатостей резко увеличат касательные силы морозного пучения.

Для дальнейшего уменьшения сил смерзания грунта с фундаментом применяют лакокрасочные, обмазочные, или ленточно-листовые покрытия.

По имеющимся экспериментальным данным большинство лакокрасочных покрытий на бетонной или стальной поверхности значительно снижает силы смерзания с грунтом, какие-то сильнее, какие-то меньше. Есть шероховатые ЛКП которые увеличивают силы смерзания грунта с поверхностью конструкции (например «Цинотан» и «Ферротан» дают сильно шероховатые поверхности). Однако большинство покрытий не обладает достаточной долговечностью при применении именно для снижения касательных сил морозного пучения. Происходит это не только из-за воздействия атмосферных осадков и агрессивности грунта и грунтовых вод, но и из-за механического повреждения поверхности при смещении промерзающего грунта относительно фундамента. К этому в последствии добавляется расклинивающее действие кристаллов льда, проникающих в дефекты покрытия и ускоряющих его разрушение.

По покрытию поверхностей фундамента битумными мастиками см. рекомендации в п. 5.3 Руководства

Сейчас некоторые производители ЛКП заказывают испытания на снижение касательных сил пучения и указывают полученные данные в паспортах – можно попробовать поискать информацию.

«Рекомендации по снижению касательных сил морозного выпучивания фундаментов с применением пластических смазок и кремнийорганических эмалей» НИИОСП имени Н.М. Герсеванова 1980 г рекомендуют применение покрытий боковой поверхности фундамента пластичной смазкой или кремнийорганической эмалью, или и тем и тем вместе.

Смазки уменьшают удельные касательные силы выпучивания на 50-60%, эмали — на 25-40%. Смазки предлагают применять типа БАМ-3 или БАМ-4, защищаемые полимерными пленками, и кремнийогранические эмали КО-11112 или КО-174.

Подробное описание методов, технологий, выбор материалов, описание эффективности методов смотрите в самих рекомендациях.

Из своего опыта могу сказать, что метод со смазками хоть и дает хорошие результаты, и это подтверждено экспериментально, но на практике практически не применяется из-за сложно технологии, требующей аккуратности и ответственности, которой у застройщика как правило нет. А вот эмали КО применяю часто, они очень удобны в работе и достаточно эффективны.

Разработаны так же термоусаживаемые оболочки из сшитого полиэтилена. Оболочка прошла всестороннее испытания на морозное пучение, сваи с такой оболочкой даже испытывали в полевых условиях. Рекомендованы к применению при строительстве объектов ПАО «Газпром». Согласно данным испытаний снижают касательные силы морозного пучения на 58% (коэффициент кτfh по СП 25.13330.2012 равен 0,42).

В целом можно уверенно говорить, что даже покрытие боковых поверхностей фундаментов битумной мастикой снижает силы смерзания с грунтом, однако нет данных о том насколько именно снижает и насколько долговечна такая мера.

Применение фундаментов с уширением в нижней части и удлиненных свай

Очень эффективная мера по предотвращению выпучивания фундаментов – это устройство уширения фундамента в нижней части.

К фундаментам с уширением относятся: грибовидные фундаменты, винтовые сваи, сваи с камуфлетной пятой и сваи РИТ (разрядно-импульсная технология), фундаменты ТИСЭ, столбчатые фундаменты с развитой подошвой и др.

Верхняя поверхность уширения должна находиться ниже максимальной расчетной глубины промерзания, тогда несущая способность фундамента при расчете на морозное пучение резко увеличивается. Необходимо стремиться к уменьшения поперечного сечения (если быть точнее – площади поверхности) фундамента в верхней части – в пределах глубины промерзания.

Как видно из расчетной схемы при наличии уширения в нижней части фундамента оно работает как анкерная плита, не давая выдернуть фундамент из земли, а в самом фундаменте возникают большие растягивающие усилия. Чтобы снизить негативные эффекты полезно дополнять решения обработкой боковых поверхностей фундамента в зоне промерзания покрытиями, снижающими силы смерзания с грунтом.

Так же для свайных фундаментов возможен вариант удлинения из расчета на морозное пучение – длину увеличивают только для восприятия касательных сил морозного выпучивания, несмотря на то что для восприятия нагрузок от самого сооружения достаточно и меньшей длины сваи. Этот метод как правило экономически не обоснован и может применяться только как часть комплекса мер.

Применение обратного уклона боковых граней в зоне промерзания, особой формы свай и конструкций типа «труба в трубе»

Согласно экспериментальным данным обратный уклон боковых граней фундамента под углом в 1,5° к вертикали в пределах глубины промерзания грунта снижает касательные силы морозного пучения почти в 2 раза. Обусловлено это тем что поверхность смерзания начинает работать не только на сдвиг, а в значительной степени и на отрыв, а на отрыв прочность смерзания меньше, при этом снижается так же механическое трение. Теоретическое расчетное обоснование такого мероприятия в борьбе с пучением приведено в статье – тут речь идет о двуконусных сваях, кстати очень интересный вариант решения для свай, работающих только на сжатие.

Особые формы фундаментов: двуконусные сваи упоминались чуть выше по тексту, применяют так жесваи открытого сечения, такие как крестовые и двутвровые сечения, однако применение их не совсем стандартное – крестовые сваи применяют в районах распространения вечной мерзлоты т.к. из-за их малого поперечного сечения они могут быть погружены в мерзлый грунт забивкой без лидерной скважины. При этом погружают их так чтобы верх сваи оказался ниже глубины промерзания (лидер большого сечения на глубину оттаивания) так чтобы морозное пучение на них вообще не действовало. И используют в основном как анкерные сваи для усиления фундаментов, которые уже оказались аварийными из-за выпучивания– цепляют к ним при помощи мощных тяжей усиливаемые сваи чтобы увеличить удерживающую силу. Мера эта правда не всегда работает из-за больших усилий выпучивания – отрываются довольно мощные крепежные детали и элементы.

Есть разработки многогранных свай с уклоном граней в верхней части и прямолинейные в нижней части. Практического применения пока не встречал, но теоретически конструкция хорошая.

СХЕМА СВАЯ С УКЛОНОМ ГРАНЕЙ

Встречаются так же противопучинные оболочки типа «труба в трубе» — на глубину промерзания устанавливается труба большого сечения и из нее извлекается грунт. Далее на проектную глубину погружается основная свая, а зазор между ней и внешней сваей заполняется непучинистым материалом. Таким образом пучение воздействует только на внешнюю трубу.