Пучение грунта под фундаментом происходит в результате замерзания и оттаивания влаги, содержащейся в почве. Этот процесс чаще всего наблюдается в глинистых и суглинистых грунтах, которые имеют высокую способность удерживать воду. Когда температура опускается ниже нуля, вода в порах почвы замерзает и увеличивается в объеме, что приводит к поднятию грунта и, соответственно, деформации фундамента.
Кроме того, пучение может быть усилено избыточной влажностью, плохой дренажной системой и отсутствием качественной изоляции фундамента. Это создает риск повреждения строения, если не предпринять меры для предохранения от данного явления, такие как использование специальных материалов и технологий при строительстве.
Морозное пучение грунтов и его влияние на фундамент
Морозное пучение грунтов и его влияние на фундамент
Добрый день, Очередная познавательная статья от строителя Александра. Я расскажу, как перепады температуры и промерзание грунта влияют на состояние фундамента. Надеюсь, что используемые моей бригадой технологии борьбы с пучением почвы будут полезны вам и помогут построить надежный, прочный дом. Итак, начинаем.
Грунт имеет свойство пропускать и накапливать влагу, которая при замерзании превращается в лед. При этом может возникать такое неприятное явление как морозное пучение — деформация грунта под влиянием сил, образующихся в результате расширения воды. Посредством грунта эти силы агрессивно воздействуют на фундамент и строительное сооружение.
Если основание и строительная конструкция недостаточно тяжелые и прочные, возможны подвижки и разрушения, который порой приводят к самым плачевным последствиям. У нас в Восточной Сибири я неоднократно наблюдал, как трескался фундамент и стены здания. Сделать с этим что-нибудь, к сожалению, практически невозможно.
Морозное пучение в разных видах грунта
Пучение грунта — явление физическое, возникающее в холодное время года, при минусовых температурах. Оно особенно опасно у нас в Восточной Сибири в насыщенных водой почвах, содержащих большой объем влаги. Чем больше воды, тем сильнее проявляется расширение и тем выше поднимается грунт. При потеплении лед превращается обратно в воду и грунт оседает.
Но, поскольку грунтовая масса редко бывает однородной, то и подъем-оседание грунта происходит неравномерно. Силы давления по-разному воздействуют на части фундамента, отчего происходят деформации. Я давно заметил, чем севернее место стройки, тем большие проблемы может доставить перепад температур. Но, не всегда морозное пучение заметно и разрушительно.
В пористых грунтах негативное влияние нивелируется тем, что силы давления распространяются в горизонтальном направлении. Оттого воздействие на фундамент бывает минимальным. В сильно пористых почвах пучение и вовсе отсутствует — в том случае, если вода свободно уходит вглубь ниже уровня промерзания. Глинистые грунты, как правило, сильно насыщены влагой.
Вода в них распределена неравномерно, особенно если глина перемежается с песчаными и другими прослойками. В подобных условиях пучение наверняка способно оказать вред строительному сооружению, если его фундамент недостаточно мощный и глубокий. При строительстве я всегда обращаю внимание на состав грунта и предпринимаю все необходимые действия для исключения проблем в будущем. Подробнее о видах грунта: Виды грунтов и их характеристики
Меры борьбы с пучением и предохранение грунта
На мой взгляд, одним из самых эффективных способов преодоления негативного воздействия сил морозного пучения является создание тяжелого фундамента. Моя бригада монтирует основание на достаточную глубину — ниже уровня промерзания.
Причем этот уровень в разных районах нашего региона может значительно различаться, поэтому при проектировании строительства я обращаю внимание на специфику местного климата. СНиП рекомендуют принимать во внимание уровень промерзания для всех регионов.
По строительным правилам, глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта, поэтому ниже я приведу данные для близлежащих областей: — уровень промерзания в Москве и Московской области составляет 120 см; — для Красноярска и Красноярского края уровень промерзания составляет 210 см, а если это пески средней и большой крупности, тогда до 230 см. — для Иркутска и Иркутской области эта величина составляет 250 см. — для Омска — 220 см. — для Республики Бурятия уровень промерзания составляет 250 см. — для Забайкальского края 220-260 см. Одного лишь большого заглубления фундамента в грунт недостаточно.
Дело в том, что силы пучения действуют не только вертикально, но и по касательной. Происходит это следующим образом: грунт примерзает к внешним стенкам фундамента и, тем самым, давит на него, провоцируя деформацию. Сила давления достигает 5-7 тонн на 1 м2. Вот почему основание здания должно быть тяжелым и прочным: его заливают бетоном, а внутри устраивают армирующий каркас. Если вам потребуется качественная арматура для усиления конструкции, рекомендую покупать прутки в «УралСибМет».
Альтернативные способы предохранения грунта от промерзания:
- теплоизоляционные работы;
- рыхление грунта.
Это позволяет закладывать мелкозаглубленные фундаменты (40-50 см) даже в условиях сурового климата нашей Восточной Сибири.
Еще один способ защитить грунт от морозов — предварительное рыхление. Земля разрыхляется плугами на глубину 35 см, а также боронуется. В дальнейшем возможно укрытие разрыхленного грунта снежными массами, что обеспечивает максимальный эффект теплоизоляции при таком подходе.
На этом у меня все. Если излагать информацию кратко, то до начала строительства необходимо обязательно исследовать почву и учитывать климатические особенности региона. Предохранение и грунта и борьба с пучением Выполняются разными способами. Если у вас остались вопросы, пишите и оставляйте комментарии. Обязательно подробно отвечу. До новых встреч!
Следите за новостями на сайте, будет интересно.
Пучение грунта
"Здравствуйте, уважаемые инженеры. Планирую построить небольшой двухэтажный коттедж из пенобетона (6*6 м). Столкнулся с проблемой пучинистой почвы — как говорят соседи, фундаменты своих домов им приходилось неоднократно укреплять, чтобы устранить деформации от выталкивающих нагрузок. Помогите пожалуйста разобраться, на каком фундаменте лучше строить здание на такой почве и чем вообще грозит фундаменту пучинистый грунт. Заранее спасибо"
Оглавление:
- Пучение грунта — что это
- Какие виды почвы имеют склонность к пучению
- Негативные влияния пучения грунта на фундамент
- Как уменьшить влияние пучения на фундамент дома
Вы узнаете что такое пучение грунта, какие почвы склонны к пучению, а так же подробно о негативном влиянии пучения на грунт и как его уменьшить. Подробно о пучении грунтов на странице.
Пучение грунта — что это
Пучение — это сезонное увеличение объема грунта, спровоцированное заледенением грунтовых вод, которыми он пропитан.
В результате воздействия сил пучения на основание дома происходит выталкивание постройки из грунта, что становится причиной деформации стен — перекашивания дверных и оконных проемов, их растрескивание, разрушение цокольного перекрытия и самого фундамента.
Важно: исходя из научной точки зрения склонность к почвы к пучению объясняется тем, что в жидком состоянии плотность воды равна 1 тонне на м3, тогда как при переходе в замерзшее состояние ее плотность уменьшается до 0,917 т/м3.
Рис. 1.1: Пучение грунта
При промерзании грунтовых вод влага, не меняя своего удельного веса, увеличивается в объемах на 2-9.5%, вместе с ней расширяется и грунт. Поскольку глубинные пласты почвы имеют высокую плотность, и под воздействием давления они не сжимаются, единственный способ расширения для пучинистого пласта грунта — движение вверх. Под воздействием такого расширения фундамент, если силы пучения не уравновешиваются массой самого здания, попросту выжимается из грунта.
Рис. 1.2: Последствия пучения грунта
- Вертикальные нагрузки — передаются на опорную подошву фундамента от расположенного под ней пласта почвы;
- Касательные нагрузки — передаются на боковые стенки фундамента от соприкасающейся почвы.
Важно: наибольшее деструктивное воздействие на основание оказывают вертикальные нагрузки, их сила значительно превышает воздействия бокового пучения.
Рис. 1.3: Направления воздействия сил пучения на фундамент
Какие виды почвы имеют склонность к пучению
К почве, подверженной морозному пучению, относятся все виды грунта, в составе которых содержатся мелкие пылеватые частицы, склонные к связыванию и удерживанию грунтовой либо поверхностной влаги. В целом, чем более водонасыщенным является грунт, тем сильнее будет его пучение.
Представляется вашему вниманию классификацию пучинистости почвы в соответствии с ГОСТ №25100:
· Сухие гравелистые породы;
· Песчаная почва средних и крупных фракций;
· Почва с большим количеством каменистых вкраплений.
· Мелкофракционная песчаная почва;
· Глинистый пылеватый грунт с каменистыми вкраплениями 15-30% от общей массы;
· Пылеватый песчаный грунт насыщенный водой.
Важно: в Московском регионе более 85% всех типов почвы относятся к категории средне и сильнопучинистого грунта.
Отметим, что силы пучения могут быть дополнительно увеличены сторонними факторами, такими как сезонное поднятие грунтовых вод либо обильные атмосферные осадки в осеннее время, в результате которых влагой пропитывается более толстый пласт почвы.
Негативные влияния пучения грунта на фундамент
Деструктивное воздействие на основание дома оказывают не только выталкивающие нагрузки, провоцируемые морозным пучением, но и возвращение грунта к своим первоначальным объемам, которым сопровождается оттаивание влаги.
Рис. 1.4: Последствие неравномерного пучения грунта
При наступлении холодов содержащаяся в почве влага замерзает и увеличивает свой объем, что приводит к выталкиванию фундамента на поверхность и его деформации. Когда морозы заканчиваются вода оттаивает, плотность почвы уменьшается и она сседается до объемов, на 1-2% меньше первоначальных, из-за чего здание дополнительно просаживается.
Важно: проблема пучения также может усугубляться неравномерным промерзанием грунта, причиной которого является отличающаяся толщина снегового покрова по периметру здания. Снег выступает в качестве теплоизолятора — чем он тоньше, тем глубже будет промерзать грунт, и наоборот. Производя уборку участка никогда не формируйте насыпи снега под одной из стен дома.
Как уменьшить влияние пучения на фундамент дома
Зная , что на отведенном под строительство участке доминирует пучинистый грунт, крайне важно правильно подойти к выбору фундамента. Как уже было сказано, наибольшее деструктивное воздействие на основание дома оказывают вертикальные силы пучения, которые передаются на опорную подошву фундамента от расположенных под ней пластов почвы.
Пучению подвергается поверхностный шар грунта, промерзающий в зимний сезон. Для каждого региона глубина промерзания почвы будет разной, как правило она не превышает 1.5-2 м. Чтобы свести к нулю воздействие вертикального пучения на основание, опорную подошву фундамента необходимо закладывать ниже промерзающего пласта грунта.
Рис. 1.5: Карта промерзания почвы на территории России
В таком случае на фундамент дома будут действовать лишь касательные силы, которые уравновешиваются нагрузкой, исходящей от массы самого здания.
Проблема в том, что закладка ленточного либо плитного фундамента ниже глубины промерзания почвы — крайне затратный в финансовом плане процесс, поскольку на ленту высотой в 2 метра требуется огромное количество расходных материалов — бетона и арматуры.
Важно: решением проблемы является обустройство фундамента на железобетонных сваях, итоговая стоимость которого получается значительно меньшей, а несущие характеристики, устойчивость в грунте и долговечность превосходят аналогичные свойства как ленточного, так и плитного фундамента.
В низко и среднепучинистых грунтах допустимо закладывать фундаменты ленточного и плитного типа, однако их обустройство должно в обязательном порядке сопровождаться формированием под опорной подошвой основания уплотняющей подушки из песка и гравия.
Данная подсыпка заменяет пласт пучинистой почвы на грунт, не склонный к увеличению своего объема, что уменьшает силы действующего на фундамент вертикального пучения. Толщина подсыпки подбирается исходя из степени пучинистости почвы, она может варьироваться в пределах от 20 до 50 см.
Рис. 1.6: Песчано-гравийная подушка под фундамент
Чтобы уменьшить касательные нагрузки на фундамент в сильнопучинистом грунте, расширение которого превышает 7% от первоначального объема, производится замена почвы по контуру стенок фундамента на песок. Ширина заменяемого пласта — от 50 до 100 см. При этом стенки и дно котлована, в который засыпается песок, устилаются гидроизоляционным материалом — стеклохолстом либо геотекстилем, что предотвращает пропитывание подсыпки грунтовой влагой.
