Опасности для фундамента могут возникать как из-за природных факторов, так и из-за некачественного строительства. Подвижки грунта, такие как оседание или подъем, могут привести к трещинам в стенах и деформациям фундамента, что несет угрозу прочности всего здания.
Кроме того, неправильное дренирование и накопление влаги вокруг фундамента также могут стать причиной его повреждений. Избыточная влага может вызвать коррозию материалов и гниение деревянных элементов, что приводит к ухудшению состояния фундамента и может потребовать его капитального ремонта.
Пучение грунта
Из данного материала вы узнаете, что такое морозное пучение грунта и какую опасность оно представляет для фундамента. Мы рассмотрим классификацию пучинистости грунтов согласно строительным нормативам и разберемся, какие меры необходимо принимать, чтобы уменьшить негативное воздействие пучения почвы на основание дома.
Виктор, 29 лет, г.Москва" Нуждаюсь в совете квалифицированных специалистов — недавно мне удалось приобрести небольшой земельный участок в Подмосковье, на котором я планирую возвести одноэтажную дачу из сруба. Опыт в практических строительных работах у меня имеется, однако осуществляя проектирование фундамента я зашел в тупик. Новые соседи говорят, что в нашей местности очень сильно проявляется морозное пучение грунта — большинство из них потратило на укрепление фундаментов баснословные деньги, а некоторые дома стоят перекошенные с трещинами. Подскажите пожалуйста, чем грозит морозное пучение легкому дому из сруба и существуют ли какие-либо способы уменьшения воздействия сил пучения на фундамент здания?"
Мы решили ответить Виктору полноценной статьей, посвященной проблеме морозного пучения и способами борьбы с ней.
Что такое пучение грунта
Перекошенные дверные коробы, трещины на стенах и щели в оконных коробах — следствие деформационных влияний, оказываемых грунтом на основание дома.
Деформационные нагрузки почвы на основание происходят в результате сезонного промерзания грунта — так называемого морозного пучения.
Рис 1.1: Трещины в цоколе — характерный признак воздействия сил пучения на фундамент дома
Пучение — это изменение объема почвы, происходящее в следствии замерзания грунтовых вод, которыми она пропитана.
Совет эксперта! Расширение объема почвы обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда — 917 кг/м3.
При наступлении сезонных морозов происходит следующее: согласно законам физики масса жидкости после замерзания остается неизменной, однако ее объем расширяется почти на 9%, в результате это расширения влага оказывает давление на почву — поскольку движение почвы вниз невозможно, из-за высокой плотности нижерасположенных слоев грунта, грунт движется вверх и поднимает фундамент здания.
Рис. 1.2: Почва, увеличившаяся в объеме в результате морозного пучения
Выделяют два характера воздействий морозного пучения на основание дома:
- Вертикальное выталкивающее воздействие — происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания;
- Касательное пучение — это выталкивающее воздействие, которое происходит вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.
Какие виды почвы подвергаются пучению
Пучение характерно для большинства видов почвы, особенно данной проблеме подвергаются следующие типы грунта:
- Песчаная почва;
- Суглинок;
- Супесь;
- Глиняный грунт.
Вышеуказанные виды почвы обладают одной общей чертой — в их составе содержатся мельчайшие пыльные частицы. Та же песчаная почва, не содержащая пылеватых частиц (гравелистая либо песок крупных фракций) практически не подвергается воздействиям сезонного пучения.
Совет эксперта! Наличие пылеватых частиц в грунте способствует тому, что почва приобретает свойство связывать и удерживать контактирующую с ней воду (это могут быть как впитавшиеся в землю атмосферные осадки, так и грунтовая влага).
Пропитанный водой пласт почвы, в процессе замерзания расширяется в объемах (до 9-12% от первоначального объема) и давит на основания зданий и построек, оказывая на них выталкивающую нагрузку.
Рис 1.3: Воздействие пучения грунта на плитный фундамент
Силы пучения почвы могут быть увеличены разнообразными сопутствующими факторами, основной из них — постоянные атмосферные осадки. Если осенью регулярно будут идти дожди, то пропитавшаяся осадками почва будет оказывать более сильную деформационную нагрузку на фундамент. Также к усиливающим пучение факторам можно отнести повышение уровня залегания грунтовых вод и их капиллярное поднятие.
Совет эксперта! Свыше 82% всех видов грунтов В Москве и области классифицируются как пучинистые.
При возведении построек на пучинистых грунтах нужно предпринимать дополнительные меры защиты фундамента от выталкивающих воздействий почвы, о которых более детально мы поговорим в соответствующем разделе статьи.
С классификацией пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100 вы можете ознакомится в таблице 1.1.
Грунты с высокой склонностью к пучению;
Расширение объема от 7%
- Мягкопластичная глининистая почва;
- Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.
Таблица 1.1: Классификация пучинистости грунтов
Узнай почему свайный фундамент помогает избежать проблем с морозным пучением: узнать
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.
Совет эксперта! Наиболее опасным для фундаментов является неравномерное пучение грунта, которое может наблюдаться при разной толщине снежного покрова — чем он толще, тем выше поднимается граница промерзания почвы и тем больший ее пласт подвергается пучению.
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.
Только так можно решить проблему и не допустить разрушения здания в результате пучения: посмотреть
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.
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.
Способы уменьшения влияния пучения грунта на фундамент
Строительство ленточных и плитных фундаментов на пучинистых грунтах должно обязательно сопровождаться обустройством уплотняющей подсыпки.
Такая подсыпка состоит двух слоев — крупного песка и гравия либо щебня. Толщина слоев подсыпки должна быть одинаковой, при этом общая толщина уплотнения начинается с 20 сантиметров для слабопучинистых грунтов, и увеличивается до 35-40 сантиметров для сильнопучинистой почвы.
Рис. 1.6: Схема уплотняющей подсыпки под ленточный фундамент
Совет эксперта! Подсыпка для уменьшения вертикальных выталкивающих воздействий выполняется под основанием фундаментной ленты, на дне выкопанной под фундамент траншеи. Для уменьшения касательных сил пучения подсыпка делается по внешнему периметру стенок уже возведенного фундамента.
Однако данная мера является недолговечной ввиду того, что подсыпка, в период повышения уровня грунтовых вод, которое происходит осенью и во время оттаивания снежного покрова, полностью окружается водой. При пропитывании влагой в песок и гравий из грунта проникают пылеватые частицы. В результате этого со временем непучинистые материалы подсыпки приобретают склонность к пучению и теряют свою защитную функцию.
Уменьшить данный негативный фактор позволяет использование специальных противозаиливающих рулонных материалов, которыми покрываются стенки подсыпки. Такие материалы (оптимальный вариант — Стеклохолст) пропускают воду, однако фильтруют все находящиеся в ней мельчайшие частицы ила и пыли.
Рис. 1.7: Комплексная защита фундамента от пучения грунта
Высокую эффективность демонстрирует практика обустройства дренажа. Такая система представлена дренажными трубами, расположенными по периметру фундамента в подсыпанном слое гравия, выполняющего функцию фильтра. Трубы располагаются под уклоном, что позволяет скопившимся в них грунтовым водам самотеком стекать в специально отведенный накопительный резервуар.
Неблагоприятные факторы воздействующие на фундамент
Защита
На чтение 3 мин Просмотров 249 Опубликовано 5 октября, 2024 Обновлено 12 декабря, 2024
В данной статье мы рассмотрим неблагоприятные факторы воздействующие на фундамент, а также основные типы воздействия. Сюда стоит отнести нагрузки, смещение пластов почвы и многое другое. Одним из наиболее губительных, является влияние грунтовых вод или атмосферной влаги.
Типы воздействия на фундамент
- Непосредственное влияние влаги на структуру. Проникая в поры фундамента, она вызывает эрозию материала. Этот процесс довольно медленный, но спустя долгое время способен нанести значительный вред. Если вода доберётся до арматуры и она начнёт ржаветь, образуются пустоты, которые в дальнейшем будут заполняться.
- Замерзание и оттаивание влаги. При переходе в твёрдое состояние вода расширяется на 8-10 процентов в объёме, в зависимости от количества примесей в ней. Таким образом, вся влага внутри трещин увеличится в своих размера и будет действовать, как клин. Это приводит к увеличению общего количества трещин, а также расширению уже существующих.
- Состав грунтовых вод. Он может быть техногенным, фоновым, а также природным. Первый тип формируется под действием человеческого фактора. Он представляет собой разнообразные утечки из водопроводов, ирригационных систем и других мест.
Чтобы определить степень воздействия влаги, требуется рассмотреть то, как она залегает в грунте. Вода в почве представляет собой атмосферные осадки, которые стремятся попасть в ближайший водоём, реку или образуют замкнутую систему. На определённой глубине находится слоя глины, обладающей высокой степенью гидроизоляции. Вода не может пройти через её структуру и накапливается над ней.
Таким образом, различаются три зоны, в соответствии с насыщенностью.
- Непосредственно зона грунтовых вод пролегает над слоем глины и может составлять около двух метров при значительных осадках. Она характеризуется значительным уровнем насыщенности влагой. Стоит избегать возможности попадания фундамента или его части в данную область, поскольку придётся выполнять сложную гидроизоляцию.
- Зона капиллярной влаги находится непосредственно над областью грунтовых вод. Строительству фундамента в ней практически не мешают негативные факторы, что довольно удобно и эффективно. Стоит отметить один немаловажный момент. Вода в капиллярной зоне представлена большим количество капель, разобщённых по значительному объёму грунта. Таким образом, меняются её физические свойства. Температура замерзания опускается до 12 градусов ниже нуля. Существенно уменьшается её гидростатический напор, что делает пучение не столь опасным для фундамента фактором.
- С атмосферой контактирует зона аэрации, которая является самой верхним слоем почвы. Как правило, данный пласт пронизан многочисленными порами, обеспечивающими его вентиляцию. Это позволяет добиться испарения грунтовой влаги, а также обеспечить фильтрацию сточных вод, а также атмосферных осадков. Последний фактор особенно важен при создании собственного водоснабжения. Влага в области активной аэрации находится в состоянии пара, но может переходить в конденсат при определённых условиях. Создание фундамента в подобной зоне требует тщательного утрамбовывания почвы, чтобы добиться максимальной плотности и обеспечить устойчивость. Гидроизоляция основания необходима только на том уровне, который позволяет защитить от атмосферной влаги.
Анастасия Викторовна
Инженер-строитель ПГС — опыт работы 15 лет
Я отвечу на все интересующие Вас вопросы, в том числе проконсультирую, подберу оптимальный тип фундамента, рассчитаю его полную стоимость, в зависимости от Ваших потребностей и финансовых возможностей.
Специфические грунты: какие бывают и чем опасны для фундамента
При строительстве фундаментов способы расчета нагрузок опираются на свойства грунта и его несущую способность. Как правило, грунт одного типа сохраняет свои характеристики постоянно: гранит всегда твердый, глина плотная и пластичная, песок пропускает воду.
Однако есть категория грунтов, которые называются специфическими — их свойства и структура могут изменяться под воздействием внешних факторов: замачивания, давления, динамических нагрузок. Специфические грунты требуют особого подхода к выбору типа фундамента и технологии строительных работ.
Просадочные грунты
Просадочные грунты отличаются свойством уменьшаться в объёме при попадании в них воды. К ним относятся лессы и лессовидные супеси, а также суглинки. Эти породы имеют твердую поверхностную корку и крупнопористую структуру, в которой прочное соединение мелких частиц чередуется с неравномерно расположенными пустотами или кристаллами соли.
В сухом состоянии такие грунты отличаются твердостью и легкостью. Вода, попадающая в поры при разрушении плотного поверхностного слоя, быстро проникает внутрь, растворяя соли и ослабляя связи между частицами структуры. Поры намокшей породы схлопываются, приводя к образованию провалов, оврагов и пещер.
Просадка может происходить как под нагрузкой, так и под собственным весом грунта. При инженерно-геологических изысканиях определяется начальное просадочное давление, являющееся критичным для сохранения структуры грунта при замачивании, и начальная влажность просадки. Залегают просадочные грунты только выше уровня грунтовых вод в зоне, влажность которой не превышает 80%.
На чем строить? При строительстве на просадочном грунте расчетная нагрузка должна быть меньше начального просадочного давления, иначе может произойти обрушение. Если слой просадочной породы имеет небольшую толщину, безопаснее будет заместить его более устойчивым грунтом или возвести свайно-винтовой фундамент с опорой на плотные слои. При обнаружении мощного просадочного пласта в месте строительства прибегают к тщательному обустройству грунтового водоотведения, что не исключает риска при прорыве сантехнических коммуникаций.
Набухающие грунты
Набухающие грунты относятся к осадочным породам и встречаются нечасто. Как правило, это глинистые слоистые пласты, например, сланцевые глины, реже суглинки. Не бывает набухающих грунтов в ледниковых отложениях с обломочными включениями и прослойками песка. Также исключен риск набухания в пластичных и текучих глинах, уже достаточно насыщенных водой.
Набухание происходит при взаимодействии глинистых минералов с водой на молекулярном уровне, что приводит к резкому увеличению объема в несколько раз. Возникающее при этом давление может достигать 600 кПа, действуя на фундамент весьма разрушительно, особенно если вес здания невелик и не способен компенсировать поведение грунта.
На чем строить? Обнаружение на участке глинистых пород является серьезным основанием для инженерно-геологических изысканий. На практике в процессе строительства избежать набухания не удастся, если не перекрыть доступ воды к пласту, то есть практически невозможно, если фундамент любой конструкции затрагивает набухающий пласт, грунт придется заменить. Если глины залегают под стабильным поверхностным слоем, можно рассчитать малозаглубленный фундамент, не достигающий проблемной глубины.
Органические грунты
Органические грунты являются биогенными — они сформировались из остатков живых организмов и содержат более 50% органики. Они встречаются чаще всего в болотистых районах, долинах рек и озер, на месте осушенных болот и бывших водоемов. К органическим породам относят торф, в котором преобладают растительные остатки, и сапропель, образованный преимущественно отмершими микроорганизмами и планктоном. Органические грунты обильно насыщены влагой, обладают высокой пористостью и малой прочностью, что приводит к сжимаемости под нагрузкой.
На чем строить? Несущая способность торфяников и илистых сапропелей очень низкая, и возвести строение возможно только на свайном фундаменте — свайно-винтовом или забивном, который будет опираться на лежащие глубже плотные слои минеральных пород.
Органоминеральные грунты
Наличие растительных или животных остатков придает грунту темный цвет, от серого и бурого до черного, а иногда характерный болотный запах. Часто включения органики имеют вид прослоек или прожилок. Все эти внешние признаки дают повод провести лабораторные исследования.
Органоминеральные слои характеризуются сжимаемостью и низкой несущей способностью. Водонасыщенность приводит к тому, что под действием нагрузки грунт испытывает незатухающие деформации, и здание дает осадку постоянно, а не пару лет, как на стабильных породах. Органические включения со временем могут разлагаться, образуя пустоты, вызывающие неравномерную осадку.
На чем строить? При динамических нагрузках, в частности, при забивании свай, снижается вязкость и увеличивается текучесть грунта. Применение винтовых свай — оптимальное решение для возведения фундамента на органоминеральном грунте, если нет возможности его заместить.
Плывуны
Настоящий плывун может стать опасной неожиданностью, если образуется на стройплощадке. К счастью, это явление достаточно редкое. Плывун представляет собой тонкозернистый песчаный грунт, иногда с органикой, насыщенный водой и находящийся под давлением в окружении пород, не пропускающих воду. Если их целостность нарушается и плывун вскрывается, он тут же вытекает в виде жидкой грязи, иногда образующий выплеск в виде гейзера.
На чем строить? Для индивидуального строительства риск вскрытия плывунов минимальный, так как обычно они располагаются под значительной толщей глины. Если глубина заложения фундамента не достигает границ плывуна, статичная нагрузка от веса здания не меняет свойств грунта. Однако плывуны боятся динамических нагрузок, и забивные сваи при подозрении на залегание плывуна использовать не стоит.
Техногенные грунты
Техногенные грунты, в отличие от прочих, имеют не природное, а искусственное происхождение. К ним относятся как специально насыпанные в строительных целях подушки и прослойки, так и замусоренные почвы на местах бывших свалок и сноса старых построек.
Техногенный слой ведет себя более непредсказуемо, чем любой из видов природных инженерно-геологических элементов. Неоднородность состава и произвольность расположения обломков и включений не дают 100% прогностичности результатов изысканий.
На чем строить? Самый надежный способ избежать неопределенности при обустройстве основания — заместить техногенный грунт природным с известными свойствами. Если есть уверенность в относительно небольшой толщине техногенного массива, можно попробовать пройти его сваями, винтовые опоры типа «шуруп» вкручиваются в почву, раздвигая небольшие препятствия, уплотняя грунт вокруг себя и закрепляясь в нем.
