Зменшення глибини промерзання грунту. Якої глибини повинен бути фундамент. Способи нейтралізації сил обдимання

Інформацію про глибина закладення фундаменту, обчислення глибини закладення, СНИП, Ви дізнаєтеся як визначити глибину закладення фундаменту, мелкозаглубленного і стрічкового фундаменту і глибини їх закладення. Питання від клієнта:

Ми вирішили розгорнуто відповісти на питання клієнта, і пропонуємо йому цілу інформаційну статтю з даної тематики.

Визначення глибини закладення фундаменту - першочерговий етап проектування всіх видів залізобетонних підстав.

З даної статті ви дізнаєтеся, що необхідно враховувати при визначенні глибини закладення фундаменту, на яку глибину прийнято заглиблювати стрічкові підстави різних типів і як самостійно розрахувати ГЗФ відповідно до вимог чинних "Будівельних норм і правил".


Мал. 1.1

Що потрібно врахувати при обчисленні глибини закладення фундаменту

У будівельній практиці глибина закладення ЖБ підстав - стрічкових, плитних та стовпчастих, розраховується на підставі трьох визначальних чинників:

  • Геологічних умов на будівельній ділянці;
  • Конструктивних особливостей будується споруди;

Розрахунок глибини закладення проводиться по кожному з 3-ех перерахованих вище факторів, і в якості проектної глибини приймається найбільша з отриманих величин ГЗФ.

Геологічні умови на будівельній ділянці

Аналіз геологічний умов будмайданчика необхідний для визначення глибини розміщення несучого шару ґрунту, на який повинна спиратися підошва підстави.

  • У несучий шар грунту підошва підстави повинна бути заглиблена як мінімум на 20 сантиметрів;
  • Загальна глибина закладення підстави, за будь-яких умовах, не повинна бути менше 50-ти сантиметрів;

Також виконується визначення рівня грунтових вод. В ідеалі, основа повинна закладатися вище цього рівня, проте нерідко зустрічаються ситуації, коли глибина промерзання грунту і УГВ однакові, або грунтові води взагалі піднімаються вище рівня промерзання.


Мал. 1.2

Якщо закладення фундаменту вище УГВ неможливо, навколо підстави облаштовується дренажна система з труб, які оперізують периметр фундаменту. Наявність дренажної системи дозволяє відвести воду від розташованого поруч з фундаментом ґрунту, завдяки чому зменшуються сили морозного пученія грунту, що виникають в холодну пору року.

Глибина промерзання грунту

Ключовим фактором, що впливає на величину ГЗФ, є глибина промерзання грунту. Особливо важливим цей фактор стає в умовах будівництва на схильної до пученію грунті, до якої відноситься:

  • Вологонасичення піщаний грунт;
  • Пилістая і дрібна піщаний грунт;
  • Високопластична глинистий грунт;
  • Глинистий суглинок.



Мал. 1.3

У холодну пору року, при промерзанні грунту, волога, якою вона просякнута, перетворюється на лід, збільшуючи свій обсяг на 3-9%.

Через величезної щільності нижніх шарів грунту, що збільшилася в обсязі грунт не може розширюватися вниз, і вона починає тиснути вгору, надаючи на підставу виштовхують навантаження вертикального і дотичного впливу.

Наслідком пучения є деформації підстав - стрічкові і плитні фундаменти перекошуються, стіни вкриваються тріщинами, випирають віконні та дверні рами.


Конструктивні особливості будується споруди

Глибина закладення фундаменту визначається з урахуванням наступних конструктивних особливостей споруджуваного будови:

  • Наявність цокольного поверху або підвального приміщення;
  • Наявність підстав під окрема обладнання;
  • Характер і сила навантажень, які будівлю буде надавати на несучий фундамент (вітрові, снігові і від маси споруди);


Мал. 1.4


Мелкозаглубленний фундамент глибина закладення

Мелкозаглубленних підставу - підвид стрічкового фундаменту, при облаштуванні якого не враховується величина ГПГ.

Такий фундамент застосовується для зведення легких будинків з дерева, каркасних панелей, пінобетону або невеликих цегельних будівель на непучиністих грунті з низьким рівнем розташування грунтових вод.

Мал. 1.8

Мелкозаглубленних стрічкове підстава протипоказано будувати на:

  • торф'яних і мулових грунтах;
  • неоднорідною грунті;
  • на будь-яких видах сільнопучіністие грунту;
  • на підтоплюється місцевості.

У регіонах зі скельними ґрунтами, де робити поглиблення в грунті економічно не вигідно, така підстава може розміщуватися прямо на поверхні грунту.

Питання від клієнта: "Добрий день, фахівці СК" Установка паль ". Ми з братом займаємося будівництвом котеджу з пінобетону в Підмосков'ї. Плануємо зводити його на мелкозаглубленних фундаменті стрічкового типу, але сумніваємося, чи можна застосувати таку підставу в умовах місцевих ґрунтів. Підкажіть, як правильно вибрати глибину закладки фундаменту. З повагою, Віктор Романович "


На даній сторінці наведено інформацію про глибину закладення залізобетонних фундаментів і методикою її визначення. Ми розглянемо вимоги СНиП, якими нормується даний процес, і типову глибину розміщення підстав заглибленого типу і МЗФ.

Що потрібно врахувати при обчисленні глибини закладення

Проектування будь-якого залізобетонного фундаменту починається з розрахунку необхідної глибини закладки підстави. Глибина залягання - це відстань між нижнім контуром опорної п'яти фундаменту і рівнем грунту на ділянці під забудову.

Виходячи з глибини закладення все ЖБ підстави класифікуються на три групи:

  • Незаглиблений - опорна підошва розміщена на поверхні грунту (застосовні лише в умовах високоплотних, кам'янистих порід);
  • Мелкозаглубленние (МЗФ) - опущені в грунт на 30-80 см (використовуються в несхильність до обдиманні грунті);
  • Глибокого закладення - опущені в грунт на 80-180 см. (Єдиний можливий варіант стрічкового фундаменту в проблемної грунті).

Мал. 1.1

Згідно з положеннями діючих СНиП на глибину закладення підстави впливають такі чинники:

  • Геологічні характеристики ділянки під забудову;
  • Особливості конструкції і габарити облаштовується будівлі;
  • Глибина промерзання грунту.

важливо: При проектуванні глибини закладки підстави розрахунок ведеться по кожному фактору індивідуально, і в якості підсумкового показника використовується максимальна отримана глибина.

Геологічні характеристики об'єкта

У багатьох випадках поверхневий шар грунту на будівельному майданчику представлений пластом слабкою, нізкоплотний грунту, що не володіє необхідною несучою здатністю. Опорну підошву фундаменту можна закладати в такому грунті, оскільки будівля не отримає достатньої надійності та стійкості.

Щоб визначити, на якій глибині розміщений несе шар ґрунту на майданчику проводяться геодезичні дослідження, в процесі яких буряться свердловини і береться паркан керна для лабораторного аналізу. Як несе шар ґрунту розглядається шар грунту, фактичне опір якого дорівнює або більше 150 кПа.

Вимоги до глибини закладки фундаменту за геологічними умовами такі:

  • Опорна п'ята фундаменту повинна заглиблюватися в несучий шар грунту на 20 і більше см;
  • У поверхневі нашарування високоплотних порід (глинистих, піщаних, супесях) МЗФ потрібно поглиблювати мінімум на 30 см.
Додатковим фактором, який впливає на фундаменту закладки підстави, є рівень грунтових вод. Оптимальним для будівництва варіантом вважається низький УГВ, при якому підставу в процесі експлуатації не контактує з ґрунтовою вологою.



Мал. 1.2

Якщо ж таке розміщення не застосовується (УГВ високий, а фундамент потрібно закладати на глибину 1.5-2 м), при будівництві проводиться водозниження або навколо фундаменту створюються дренажні канали.

Особливості конструкції будівлі

На глибину закладки ЖБ підстави впливають такі характеристики споруджуваного споруди:
  • Масогабаритні характеристики;
  • Величина навантажень, яким буде піддаватися підставу в процесі експлуатації (впливу від ваги будівлі, снігового і корисного тиску);
  • Характер розподілу навантажень (необхідність посилення фундаменту в окремих місцях - при установці важкого виробничого обладнання і т.д.);
  • Наявність або відсутність підвалу або цокольного поверху.

Мал. 1.3

важливо: При облаштуванні цокольного поверху заглиблення стовпчастих фундаментів виконується на 1.5 м. Нижче статевого перекриття, стрічкових - на 0.5 м. Нижче.

Глибина промерзання грунту

Одним з основних факторів, що впливають на глибину закладки підстави, є рівень промерзання землі в зимовий період, від якого залежить пучинистість грунту.

важливо: Пучинистість - це властивість насиченого водою ґрунту збільшувати свої обсяги в процесі промерзання (через перехід вологи з рідкого в твердий стан), що призводить до деструктивних виштовхує навантажень на фундаментну стрічку, які можуть стати причиною деформації підстав, тріщин на стінах і перекриттях.

До грунту, який має високу схильність до пученію, зараховують такі види грунту:

  • Насичені грунтовими водами піски;
  • Піщаний грунт з великою кількістю пилістих частинок;
  • Пластичний глиняний грунт;
  • Суглинок.


Мал. 1.4

У грунтах, що мають середню і високу схильність до пученію, фундамент завжди повинен закладатися нижче глибини промерзання - при такому розташуванні на фундамент не діють навантаження від вертикального обдимання.

Як і чим визначити глибину закладення

Базовий фактор, згідно з яким ведеться розрахунок глибини закладки фундаменту - рівень промерзання землі. Вирахувати його можна по нормативним формулами, представлених в рекомендаціях будівельних норм і правил. Як приклад наводимо даний розрахунок для типових грунтових умов м.Москва.

K0 - індивідуальний для кожного виду грунту коефіцієнт:

  • 0.24 - для глин, суглинків;
  • 0.28 - для пісків і супісків;
  • 0.3 - для великих піщаних порід;
  • 0.35 - для твердої скельної грунту.
- корінь квадратний, отриманий з суми мінусових температур, які спостерігаються протягом року в конкретному регіоні. Дана величина приводиться до нормативному документа СНиП 21.01.99 "Климатология будівництва" (підпункт № 5.1).

Наводимо середньорічні температури для Московської області:



Мал. 1.5: Середньомісячні температури в Московській області

Виходячи з таблиці (використовуються тільки виділені червоним числа) корінь мінусових температур буде - 4.79 градусів.

Отримавши необхідні вихідні дані можна скористатися основною формулою (беремо коефіцієнт для переважної в Підмосков'ї глинистого грунту): Kfn \u003d K0 \u003d 0.23 х 4.79 \u003d 110 см

Знаючи розрахунковий рівень промерзання грунту в регіоні можна вирахувати глибину промерзання під певним будівлею. Розрахунок ведеться з застосуванням формули: Df \u003d КH x Kfn, Де:

  • Kfn - розрахунковий рівень промерзання;
  • Kh - коеф. промерзання.

важливо: Велична Kh різна у неопалюваних і опалюваних будівель. Якщо споруда неопалюваних, але знаходиться в регіоні, що володіє середньорічною температурою вище нуля, коеф. становить 1,1.

Величина коефіцієнта промерзання опалювальних будівель приведена в таблиці:


Мал. 1.6

Виходячи з коефіцієнта і загальної глибини промерзання землі можна вирахувати рівень промерзання під певним спорудою і встановити необхідну глибину закладки фундаменту.



Мал. 1.7

Глибина залягання - СНИП

Вищевказані розрахункові формули і особливості проведення обчислень, спрямованих на визначення глибини розміщення фундаменту, наведені в документі СНиП № 2.02.01-83 "Підстави будинків і споруд" (09.11.1985 року)

Глибина закладення стрічкового фундаменту

Всі стрічкові фундаменти класифікуються згідно глибині розміщення на два типи:

Незважаючи на те, що глибина пристрою стрічкового фундаменту не є єдиним показником надійності і довговічності, вона відіграє величезну роль в цілісності всього будинку в процесі його експлуатації. Залізобетонна стрічка будь-яких розмірів і марки бетону може з часом лопнути, якщо вона буде неправильно розміщена в грунті, не враховуючи його особливості.

Для того, щоб не заплутатися у всіх типах фундаментів і грунтах, спробуємо розібратися у всьому по порядку. Спочатку розберемо типи монолітних стрічок, а потім конкретно для кожного типу стрічкового фундаменту визначимося з глибиною закладення.

Фактори, що впливають на глибину закладення стрічкових фундаментів

Напевно, варто почати з того, що самі стрічкові фундаменти діляться на три основних типи:

  1. незаглиблений
  2. мелкозаглубленние
  3. заглиблення

Кожен з цих типів закладається на певну глибину, яка залежить від декількох основних чинників:

  • Глибина промерзання грунту
  • Тип грунту
  • Рівень грунтових вод

Треба зауважити, що глибина закладення стрічкового фундаменту - це відстань від поверхні грунту до підошви фундаменту, а не та глибина, на яку копається траншея. У траншеї, крім фундаменту може бути присутнім подушка.

Тепер давайте розберемося, як ці фактори впливають на кожен тип стрічкового фундаменту окремо.

Незаглиблений стрічковий фундамент

Незаглиблений стрічковий фундамент застосовується в будівництві приватних будинків вкрай рідко, тому що він є дуже слабкою опорою для майбутньої будови. Як правило, він весь розташовується поверх грунту, а всередині знаходиться тільки піщана, або піщано-гравійна подушка.

Багато писати про незаглибленного стрічковому фундаменті я не буду, тим більше йому вже була присвячена ціла стаття раніше. Та й взагалі, саме поняття глибини закладення у такого фундаменту відсутня.

Розрахунок глибини закладення стрічкових мелкозаглубленних фундаментів

Це самий примхливий, в плані глибини закладення фундамент. По-перше, він не так надійний, як заглиблений, ну а по-друге - для того, щоб такий стрічковий фундамент витримав навантаження будови, а також стримував всі сили обдимання, що передаються від грунту, до його розрахунку необхідно підійти з особливою відповідальністю.

Як залити я вже докладно описував в одній з попередніх статей. Тому в подробиці вникати не будемо.

Такий стрічковий фундамент закладається на глибину, яка значно вище глибини промерзання грунту, тому і називається мелкозаглубленний. На нього, на відміну від заглибленого, можуть в значній мірі діяти сили пученія грунту.

Так само, важливим відмінністю мелкозаглубленних фундаментів є те, що його необхідно робити монолітним не тільки нижче рівня грунту, але і відразу, виставивши опалубку, залити надземну частину фундаменту - цоколь. Це в значній мірі підсилить весь стрічковий фундамент.

Глибина закладення мелкозаглубленного фундаменту безпосередньо залежить від усіх трьох факторів, описаних вище. Для того, щоб не заплутатися, давайте розглянемо таблицю.

Таблиця №1: Глибина закладення стрічкового мелкозаглубленного фундаменту (мінімальна), в залежності від типу і глибини промерзання грунту

Глибина промерзання грунту, м глибина закладення
фундаменту, м
грунт слабоздимистих Грунт непучиністих,
тверді породи
більше 2,5 - 1,5
1,5 - 2,5 3,0 і більше 1,0
1,0 - 1,5 2,0 - 3,0 0,8
менше 1,0 менше 2,0 0,5

Примітка:Для того, щоб дізнатися, яка глибина промерзання грунту в Вашому регіоні, подивіться нижче на таблицю №2, де дані значення для деяких міст, з урахуванням типу грунту. Клацніть по таблиці, щоб збільшити.

Таблиця №2: Глибина промерзання грунту в деяких регіонах

Примітка: Крім того, що на глибину закладення стрічкового фундаменту впливає глибина промерзання і тип ґрунту, так само не варто відкидати ще один дуже важливий фактор - рівень грунтових вод, про який і поговоримо далі.

Залежність глибини закладення стрічкового фундаменту від рівня грунтових вод (УГВ)

Існує два варіанти розташування грунтових вод - коли вони розташовані нижче глибини промерзання грунту, і коли - вище.

Рівень грунтових вод нижче глибини промерзання грунту

Це можна вважати хорошим показником, і в цьому випадку, грунтові води в більшості типів грунтів не роблять особливого впливу на глибину пристрою монолітної залізобетонної стрічки.

Єдиним обмеженням, в даному випадку, є те, що в таких грунтах, як суглинки, глини і їм подібних, стрічку необхідно закладати мінімум на половину глибини промерзання такого грунту. В інших, «хороших» грунтах, цей фактор на закладення фундаменту - не впливає.

Іншими словами, якщо глибина промерзання в Вашому регіоні, припустимо - 1,5 метра, то стрічковий мелкозаглубленний фундамент необхідно влаштовувати мінімум на 0,75 метрів.

Рівень грунтових вод вище глибини промерзання грунту

Якщо грунтові води розташовані високо, то глибина копання траншеї для стрічкового фундаменту не залежить від їх рівня тільки на скелястих грунтах, піщаних крупнозернистих, гравійних і їм подібних.

На будь-яких інших типах грунтах, з високим УГВ, монолітну стрічку доведеться заглиблювати нижче глибини промерзання на 10-20см (таблиця №2). В цьому випадку вона стане заглибленим фундаментом.

Заглиблений стрічковий фундамент

Заглиблений стрічковий фундамент вважається найбільш надійним з усіх стрічок. Він закладається нижче глибини промерзання грунту на 10-20 см. Ще однією умовою його пристрою є те, що грунт під його підошвою повинен бути більш-менш твердим.

У разі болотистих грунтів, торфовищ і подібних до них, стрічковий фундамент закладається на глибину, яка нижче цих шарів. У деяких випадках, досить прокопати траншею до твердих порід грунту, а потім влаштувати піщану або піщано-гравійну подушку до рівня, який трохи нижче глибини промерзання грунту в Вашому регіоні.

Коли на будівельній ділянці грунт зовсім поганий для закладення стрічкового фундаменту, або його пристрій вимагає величезних витрат, можна спробувати розрахувати інший тип фундаменту, наприклад, плитний. Можливо, це буде як дешевше, так і надійніше.

Як зменшити глибину закладення стрічкового фундаменту

Після проведення всіх розрахунків по глибині залягання стрічкового фундаменту, частенько буває так, що з урахуванням грунту і регіону, його необхідно закласти дуже глибоко. Від сюди виникає питання про те, як скоротити витрати і зменшити глибину.

Існує кілька способів зменшення глибини закладення стрічкових фундаментів, всі вони засновані на тому, щоб зменшити значення основних факторів, що впливають на фундамент.

Зменшення глибини промерзання грунту

Змінити клімат в регіоні ми, звичайно ж, не зможемо, але зможемо змінити глибину промерзання, конкретно під підошвою фундаменту, утепливши сам фундамент і грунт, прилеглий до нього з зовнішнього боку.

Таким чином ми зможемо зменшити глибину закладення фундаменту, а також скоротити витрати на нього.

Відведення грунтових вод від стрічкового фундаменту

Ще один дієвий метод зменшення глибини закладення стрічкового фундаменту - відведення води від нього.

Робиться це за допомогою пристрою хорошою дренажної системи, яка відведе значну частину води від фундаменту і не дасть їй згубно впливати на нього.

Піщана або піщано-гравійна подушка під фундаментом

У разі, коли на ділянці пучіністие шари грунту залягають досить глибоко, стрічковий фундамент також доведеться закладати на велику глибину. Зменшити її можна, замінивши пучиністий грунт піщаної або піщано-гравійної подушкою.

Іншими словами, необхідно викопати глибоку траншею до твердих ґрунтових порід, а після цього влаштувати там масивну піщано-гравійну подушку, яка розподілить навантаження від фундаменту і вдома на грунт рівномірно і не дасть силам обдимання згубно впливати на фундамент.

Подушку бажано робити не тільки під підошвою фундаменту, а й поруч з ним, як показано на схемі.

Варто відзначити, що найнадійнішим методом зменшення глибини закладення стрічкового фундаменту, є комбінований спосіб, тобто і пристрій подушки, і утеплення, а також влаштування дренажу, якщо це знадобиться.

У даній статті ми розглянемо розрахунок глибини закладення фундаменту для приватного будинку, згідно з вказівками СП "Підстави будівель і споруд".

Глибина закладення фундаментів залежить від багатьох факторів, таких як рельєф поверхні, інженерно-геологічні умови майданчика під будівництво, конструктивні особливості будинку, глибина промерзання грунтів, глибина розташування підземних вод і інше.

Важливість інженерно-геологічних вишукувань безперечна, але для багатьох приватних забудовників ця процедура є дорогою. Наші статті будуть орієнтовані на людей, які в силу будь-яких причин не можуть собі дозволити найняти геологів і проектувальників, але бажаючих на готових прикладах розібратися з розрахунками підстав, а також інших елементів свого майбутнього будинку.

Отже, приступимо.

Визначити глибину закладення фундаменту в м.Москва. Розглянемо кілька варіантів: неопалювальний будинок; опалювальний будинок без підвалу з температурою в приміщеннях 20 о С і опалювальний будинок з неопалюваним підвалом.

1. Насамперед нам потрібно визначити нормативну глибину сезонного промерзання грунтів (d fn), в метрах, яка визначається за формулою:

де d 0 - величина, в метрах, для:

Глин і суглинків - 0,23

Дрібних і пилуватих пісків, супісків - 0,28

Пєсков гравелістих, великих і середньої крупності - 0,3

Великоуламкових грунтів - 0,34

Для неоднорідного складання грунтів d 0 визначається як середньозважене в межах глибини промерзання.

M t - коефіцієнт, що дорівнює сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі, прийнятих по таблиці 5.1 СП "Будівельна кліматологія"

Для Москви:

Визначаємо M t:

M t \u003d 7,8 + 7,1 + 1,3 + 1,1 + 5,6 \u003d 22,9

Тоді нормативна глибина промерзання для Москви, де переважають глини і суглинки, складе:

d fn \u003d 0,23 √22,9 \u003d 1,1м

Якщо ви не знаєте, які грунти залягають на вашій ділянці, то візьміть звичайний ручний бур, який продається в будівельних магазинах, і пробурити 1 отвір в центрі, а краще 4 по кутах майбутньої споруди. В основному на території РФ зустрічаються саме пучіністие суглинки і глини. В СНиП 1962 роки не було величини d 0, замість нього було одне значення 23см, тобто 0,23 метра, тому не буде грубою помилкою, якщо ви приймете саме її.

2. Після того, як визначили нормативну глибину промерзання, необхідно обчислити розрахункову глибину промерзання (d f).

Для цього використовується формула:

k h для зовнішніх і внутрішніх фундаментів неопалюваних будівель дорівнює 1,1, крім районів з негативною середньорічною температурою. У нашому випадку річна температура +5,4 о. Якщо у вас буде негативна річна температура, то розрахункову глибину промерзання для неопалюваних будівель необхідно визначати за СНіП "Підстави і фундаменти на вічній грунтах".

k h для опалювальних будівель визначається по таблиці:

особливості споруди

Коефіцієнт k h при розрахунковій середньодобовій температурі повітря в приміщенні, яке прилягає до зовнішніх фундаментів, о С

20 і більше

Без підвалу, з полами улаштовуються:

по грунту

на лагах по грунту

по утепленому цокольному перекриттю

З підвалом або технічним підпіллям

Примітка: В опалюваних будівлях з холодним підвалом з негативною среднезімніх температурою k h \u003d 1

Вважаємо розрахункову глибину промерзання:

Неопалюване в зимовий період будівля d f \u003d 1,1 * 1,1 \u003d 1,21м. Округляємо в більшу сторону і приймаємо d f \u003d 1,25м

Опалювальне будівлю без підвалу, з полами по утепленому цокольному перекриттю: d f \u003d 0,7 * 1,1 \u003d 0,77м. Приймаємо d f \u003d 0,8 м

Опалювальне будівлю з холодним підвалом з мінусовою температурою d f \u003d 1 * 1,1 \u003d 1,1 м. Приймаємо 1,1м.

3. Визначаємо глибину закладення фундаменту за умовами недопущення морозного обдимання по таблиці нижче, в залежності від розташування рівня грунтових вод (УВГ).

Грунти під підошвою фундаменту

Глибина закладення фундаментів в залежності від глибини розташування підземних вод d w, м, при

Скельні, великоуламкові з піщаним заповнювачем, піски гравійні, крупні та середньої крупності

Одним з головних умов визначення глибини закладення фундаментів на пучинистих грунті є глибина його промерзання. У нашій країні сезонне промерзання грунту може досягати глибини 2,5 метра і більше. У будівлях без підвалів вартість фундаментів такої висоти невиправдано велика, тому у багатьох людей виникають питання: чи можна встановлювати фундамент вище глибини промерзання і чи можна зменшити глибину промерзання грунту?

На ці питання є відповіді. Так, можна встановлювати фундаменти на промерзають грунті. Це фундаменти у вигляді монолітних армованих плит або армовані стрічкові фундаменти на глибокому підстильному шарі з непучиністих грунту. В даному розділі ми не будемо їх розглядати, це окрема велика тема. На глибину промерзання грунту теж можна впливати. Ось про це і буде ця стаття.

Вплив на грунт температури повітря

Весь процес будемо розглядати в шкалою Цельсія прийнявши за точку відліку 0 ° С.

Уявімо, що на грунті лежить сталева кулька з температурою рівною температурі навколишнього повітря. Температуру, яку кульку буде поширювати на грунт зобразимо у вигляді векторів (рис. 16).

Рис.16. Температурний вплив на грунт

Таким чином протягом зими кулька буде поширювати на грунт негативну температуру і заморожувати грунт навколо себе по півсфері в масштабі повторює контур кульки. Чим більше буде взимку холодних днів, тим далі в грунт буде поширюватися заморожена півсфера. Оскільки зима не вічна, то одного разу півсфера досягне свого максимуму і більше збільшуватися не буде. Максимальна глибина, при якій грунт з пластичного перетворюється в твердий називається глибиною промерзання грунту.

Навесні кулька нагрівається і починає розплавляти під собою заморожений грунт. Тобто відбувається той же самий процес, що і при заморожуванні, тільки вектор температури змінює свій знак з мінуса на плюс. Якщо теплих днів буде мало, то грунт не встигне розтанути на всю глибину, на яку він промерз. Такий грунт називають вічній. Зараз ми його розглядати не будемо. Далі нас цікавить тільки той грунт, який в літні дні повністю прогрівається.

Ми розглянули процес замерзання грунту від дії однієї кульки, насправді на грунті лежать мільярди таких умовних кульок і впливають на нього утворюючи під собою промороженого або відтанула поле. Якщо на це поле розмістити, якесь будівельне споруда, то воно викличе в ньому аномалію (рис. 17). Обурення промороженого поля грунту буде різним і залежати від теплового режиму, що розміщується на ньому об'єкта. При розміщенні неопалюваного будівлі грунт під будівлею буде промерзати на меншу глибину, так як температура в приміщенні буде все-таки вище, ніж в чистому полі. Якщо будівля буде опалювальним, то грунт під ним зовсім промерзне або промерзне незначно оскільки буде підігріватися будівлею. Тому тепловий режим будівлі враховується нормативними документами (табл.10) і впливає на глибину закладення фундаментів.


Мал. 17-1. Промерзання грунту від впливу негативних температур
Мал. 17-2. Промерзання грунту при розташуванні на ньому неопалюваного споруди
Мал. 17-3. Промерзання грунту при розташуванні на ньому опалювального споруди

Зменшення негативного впливу промерзлого грунту

Будівельні правила (СП 22.13330.2011) дають визначення глибини промерзання «яка дорівнює середньому значенню з щорічних максимальних глибин сезонного промерзання грунтів (за даними спостережень за період не менше 10 років) на відкритій, оголеною від снігу горизонтальній площадці при рівні підземних вод, розташованому нижче глибини сезонного промерзання грунтів. »

У цьому визначенні важлива кожна фраза:

  • «Середня з щорічних», тобто глибина промерзання може бути більше зазначеної величини або менше її;
  • «Відкрита, оголена від снігу майданчик» говорить про те, що під снігом глибина промерзання грунту буде менше (чим товще сніг, тим менше промерзання);
  • «При підземних водах нижче глибини промерзання», тобто досліджується сухий грунт, якщо він буде вологим глибина промерзання збільшиться.

У будівельних правилах немає, але всім відомо, що укочений грунт внаслідок ущільнення стає більш теплопровідність і промерзає глибше.

Таким чином виходячи тільки з визначення Будівельних Правил бачимо кілька шляхів зменшення глибини промерзання. Майданчик навколо будівельної споруди повинна бути під снігом, НЕ ущільнена і не зволожена. В ідеалі це має бути переоране поле і тоді грунт на ньому точно не промерзне до нормативної глибини навіть в найсуворішу зиму. Але в реальності все виглядає трохи інакше. До будинку походять під'їзні дороги, сніг з яких по можливості прибирають, а осіння дощова вода з даху відводиться недалеко від будинку.

Найбільшу небезпеку для фундаменту представляють температурні вектори, розташовані в смузі навколо будівлі шириною рівною глибині промерзання грунту. Якщо їх прибрати або якимось чином зменшити, то фундамент можна встановити вище глибини промерзання грунту (рис.18).


Мал. 18. Принципова схема зменшення глибини промерзання

Зменшити негативні впливи від заморожування грунту можна як мінімум двома способами:

  1. зміною фізико-механічних властивостей грунту;
  2. теплоізолювання грунту.

Це найбільш прості способи, доступні самодіяльному забудовнику.

Зміна фізико-механічних властивостей грунту

З попередніх сторінок даної теми сайту нам відомо, що різні грунти мають різні властивості. Одні з них при заморожуванні не змінюють своєї структури, інші збільшуються в обсязі і виштовхують фундамент ламаючи його в різних площинах. Назвемо такі грунти сприйнятливими до морозу і несприйнятливими.


Рис.20. Воспрімчівие і невоспрімчівие до морозу грунти

Грунти, несприйнятливі до морозу складаються з уламків скельних порід (грубозернисті піски, гравійні і галечникові грунти). Ними і потрібно замінити пучіністие грунти по периметру будівлі, цілком або перемішуванням зі старим грунтом, вийнятим при розробці котловану під фундамент. Для зменшення впливу атмосферної води на властивості ґрунтів її відводять від фундаменту. Роблять це двома способами. Поверхневу дощову і талу воду відводять пристроєм відмосток навколо будівлі з ухили від 5 до 10%. Воду можна відвести по рельєфу місцевості або в спеціальну дренажну канаву, засипану грубозернистим грунтом з верхнім шаром, оформленим у вигляді красивих доріжок. В районах будівництва з високим снігом і частими дощами воду, що просочується до фундаменту, відводять від фундаменту за допомогою підземного дренажу. Перфоровані труби укладають навколо будівлі в шар крупнозернистого дренирующего грунту, накривають геотекстилем щоб уникнути замулювання труб і засипають дренирующим мелкообломочних грунтом. Далі трубами відводять воду від фундаменту по ухилу місцевості або скидають воду в закопані на віддалі дренирующие колодязі з бочок, засипаних камінням. Грунт навколо фундаменту не буде утримувати в собі воду, а значить і не буде пучітся при морозі (рис. 19).


Рис.20. Схеми відведення води від фундаменту

Підсос грунтової води в тіло фундаментів і стяжок підвалу переривають пристроєм обмазувальних і обклеювальних гідроізоляцій, а також пристроєм підсипок з мелкообломочних дренуючих ґрунтів. Така підсипка через відносно великих відстаней (по молекулярним мірками) між частинками не може утримати в собі воду і вже тим більше не може подсосать її верх і змочити підошву фундаменту. Капілярне підсмоктування так само можна припинити і розстелянні під фундаментом поліетиленової плівки (рис. 21).


Рис.21. Відсікання капілярного підсосу

теплоізоляція грунту

Якщо заміщення і осушення грунтів навколо будинку передбачає великий обсяг земляних робіт при якому ми впливаємо на теплопровідність грунту простою заміною одного типу грунту на інший, то теплоізоляція грунту передбачає залишити колишній грунт зі зменшенням його теплопровідності. Робиться це установкою теплоізоляції. Я вже не одноразово говорив на інших сторінках сайту і повторю знову, що поширений термін «утеплювач» застосовується неправильно. Правильна назва матеріалу - теплоізоляція. Це перегородка між двома матеріалами перериває потік тепла. Теплоізоляція зберігає тепло якщо вкривати їй матеріал був теплий або зберігає холод, якщо спочатку матеріал був холодний.


Мал. 22. Утеплення вимощення

Укладання смуги теплоізоляції по периметру будівлі шириною рівною глибині промерзання послабить потік негативних температур, що проникають в товщу грунту і він промерзне на меншу глибину. На такий грунт можна буде встановити фундамент меншої висоти (рис.22). Конструктивно теплоізоляція грунту поєднують з пристроєм вимощення і називають утепленій отмосткой. Для того, щоб мороз не пройшов до підошви фундаменту через його тіло, місток холоду переривають теплоізоляцією цоколя фундаменту (рис. 23).


Мал. 23. Теплоізоляція цоколя

Якщо ви зустрінете креслення, що показують теплоізоляцію із зовнішньої вертикальної стіни фундаменту, то це утеплюється підвальне приміщення, а не грунт. Така теплоізоляція утримує тепло в підвалі, при цьому грунт теплом будинку не прогрівається, і глибина його промерзання не змінюється. Тобто теплоізоляція стін фундаменту не має нічого спільного з теплоізоляцією грунту. Це різні конструктивні рішення вирішальні різні завдання.

Укладання смуги теплоізоляції навколо будинку може бути зроблена за рівнем підошви фундаменту і поєднана з теплоізоляцією підвалу (рис. 24). У цьому випадку вирішуються одночасно два завдання: утеплення підвалу та теплове ізолювання грунту. Смуга теплоізоляції тут буде вже чим на поверхні грунту і залежати від глибини занурення фундаменту.


Рис.24. Утеплення підвалу і грунту

Утеплену вимощення краще застосовувати для будинків без підвалу, а заглиблені теплоізоляцію для будівель з підвалом.



Copyright © 2020 Все для підприємця.