с 9:00 до 18:00

Будние дни

Челябинск

Радонежская 32

8 (351) 223 46 54

k-dom74@mail.ru

Сравнить проекты

Пучинистые грунты и фундамент дома

Пучинистые грунты и фундамент дома

Пучинистые грунты и фундамент дома

При закладке фундамента нужно учитывать не только постоянные характеристики грунта – его несущую способность – но и их сезонные изменения. Наибольший вклад в изменения свойств грунта с течением времени вносит его промерзание в холодный период года и последующее оттаивание при наступлении тепла. Грунт зимой вспучивается, и пучинистость грунта определяет особенности закладки фундаментов.

1. Пучинистость грунта – физические основы

Грунты по своему составу делятся на:

  • Скальные
  • Крупнообломочные
  • Песчаные
  • Глинистые

Эта квалификация основана на состоянии твердых включений в любой грунт. Вообще почва имеет губчатую структуру, полости которой наполнены водой и воздухом. Чем плотнее данная структура, тем плотнее считается грунт.

Строительство частных домов с приусадебными участками строится на грунтах достаточно рыхлых – остальные непригодны для земледелия. Плодородные почвы особенно характерны повышенным наличием в них воды и воздуха, по сравнению с каменными грунтами. В последних вода практически не задерживается в верхних слоях, опускаясь вниз.

Расчет фундамента ведется с учетом удельной плотности грунта. Как правило, параметры грунтов берут как некую постоянную величину. Однако климатические условия способствуют сезонному изменению свойств грунта.

Рассмотрим, что происходит при замерзании почвы зимой. Вода находится в грунте в тончайших капиллярах, что позволяет ей удерживаться в приповерхностных слоях. Это в результате становится основой жизнедеятельности растений.

Корни растений подстраиваются под капиллярную сеть почвы
Корни растений подстраиваются под капиллярную сеть почвы

Однако с наступлением зимы поверхность почвы промерзает – тем глубже, чем крепче морозы и длиннее холодный период года. Вода в капиллярах превращается в лед и, соответственно, увеличивается в объеме. В результате увеличивается весь объем грунта. При увеличении объема ему некуда деться, кроме как подниматься вверх – вниз не пускают более плотные слои земли.

Вспучивание грунта может быть очень заметным
Вспучивание грунта может быть очень заметным

Это явление называется вспучиванием грунта, а грунты различают по степени  пучинистости. Она, очевидно, зависит от увеличения объема грунта от начального при замораживании грунта.

Строителями используется такое понятие, как относительное изменение объема грунта при замерзании, обозначаемое буквой Е:

 Е= (H – h)/h,

где Е – степень пучинистости

H – высота мерзлого грунта

h – высота грунта до замерзания

Грунты, у которых степень пучинистости превышет 0,01, называют пучинистыми. В них почва, глубиной в 1 метр поднимается зимой более, чем на 1 см в высоту.

2. Пагубные воздействия пучинистости грунта на фундамент

Как пучинистость влияет на фундамент дома? Очевидно, что подъем грунта даже на 1% вызывает изменения в перераспределении нагрузок на фундамент. Дело усложняется еще и тем, что сам фундамент нагружается по-разному в различных своих частях.

Дом всей своей массой оказывает вертикальные нагрузки, передающиеся на нижний слой грунта под основанием фундамента. В то же время, боковые стенки фундамента испытывают горизонтальные нагрузки со стороны самого грунта.

Вспучивание грунта оказывает дополнительное воздействие на основу фундамента снизу и сбоку – ведь грунт расширяется во все стороны.

Если вертикальные нагрузки снизу уравновешиваются весом дома, до боковые нагрузки существенно возрастают. Особенно это существенно для относительно легких домов, к которым относится большинство зданий для индивидуального проживания. Считается, что только дом в два-три этажа, выложенный из монолитных материалов практически не испытывает воздействия пучинистости грунта. Другая картина наблюдается для более легких построек, к которым относится большинство загородных индивидуальных домов.

Конечно, речь не идет о мгновенном разрушении фундамента, о выталкивании его вверх и падении стен дома. Но в течение нескольких сезонов (когда земля то замерзает, то оттаивает) пагубное влияние пучинистости может ощущаться довольно сильно.

Боковые нагрузки постепенно приводят к нарушению целостной структуры монолитного фундамента. Положение усугубляется тем, что сами нагрузки на фундамент неоднородны.

Так, распределение нагрузок на монолитную бетонную плиту сильно зависит от температуры чернового основания дома – в средней части дом она выше, чем по бокам.

Разрушение фундамента вследствие вспученности грунта
Разрушение фундамента вследствие вспученности грунта

3. Степень пучинистости различных грунтов

Расчет фундамента необходимо, таким образом, проводить с учетом пучинистости грунта. Надо отметить, что эта величина не постоянная и сильно зависит от совокупности внешних факторов – средней температуры, обильности дождей в данной местности, величины снежного покрова зимой.

Однако строители ориентируются на некую среднюю картину и классифицируют грунты и по этому признаку.

Очевидно, что грунт тем пучинистее, чем больше в нем содержится воды.

Наибольшее содержание ее наблюдается во всех глинистых грунтах. Здесь вода обволакивает мелкодисперсные пылевидные частицы, за счет чего они имеют достаточное сильное сцепление. Поверхностное натяжение воды, связанной с частицами, не дает свободно просачиваться ей в нижние пласты грунта.

Песчаные грунты относятся к слабопучинистым.

4. Учет пучинистости в закладке фундаментов

Вспучивание грунта является серьезной проблемой при выборе и закладке фундамента. Способов решения этой проблемы несколько:

  1. Изменение состава грунта
  2. Внесение изменений в фундамент

Первый способ самый радикальный. Если на вашем участке грунт подвержен сильному вспучиванию, то наиболее целесообразно вообще заменить его под будущим основанием дома. В результате вместо грунта со средними несущими характеристиками, мы можем использовать элементы крупнообломочного грунта.

Отрывается котлован под фундамент, в который засыпается бутовый камень и крупный щебень. Мало того, что это более прочное основание для фундамента – вода в нем беспрепятственно опускается вниз и при замерзании грунт не способен существенно поднять огромную массу самого фундамента и дома, стоящего на нем.

Этот способ, однако, очень затратный, и не всегда применять его целесообразно, если можно обойтись более оптимальными методами.

Второй способ – закладывать фундамент на большую, чем обычно глубину. Она должна превышать глубину промерзания почвы. Эта величина зависит от климатических особенностей региона.

В этом случае вертикальные нагрузки на фундамент со стороны вспучивания практически отсутствуют, но большое влияние оказывают боковые. Они достаточно велики, и могут существенно поднять дом при промерзании почвы. Для легких домов такой способ непригоден.

Третий способ – дополнительное утепление грунта под фундамент. Он широко используется при строительстве легких домов, фундамент которых заглублен достаточно мелко. В этом случае после отрытия канав для укладки фундамента их прокладывают теплоизолирующим материалом. Это существенно увеличивает глубину промерзания грунта – в зависимости от толщины утеплительного слоя.

Четвертый способ – отведение избыточной влаги от грунта под фундаментом. В этом случае по периметру фундамента отрывают дренажные каналы. Вода из грунта отводится через них в общий дренажный слив участка. Такой способ достаточно эффективен и менее затратен, чем перечисленные выше. Для отвода воды от атмосферных осадков вокруг фундамента обязательно нужно делать отмостку.

Наконец, следует упомянуть еще один способ избавиться от влияние пучинистости – использовать фундамент на винтовых сваях. В этом случае нижняя поверхность дома вообще не касается земли, а вес его распределен по опорным несущим точкам. Даже подъем грунта не задевает основы дома. В то же время он не влияет практически и на поведение самих свай. Во-первых вертикальные нагрузки мизерны, так как сваи имеют очень малое основание по сравнению с монолитными слоями бетонных фундаментов. Во-вторых, прочный материал трубных свай успешно препятствует боковому давлению грунта и не разрушается, как может разрушиться бетон.

5.  Заключение

Степень пучинистости грунта нужно учитывать еще на стадии проектирования фундамента. Специалисты фирмы «К-ДОМ» окажут вам услуги в проведении изысканий свойств грунта на вашем участке и выполнят все работы по возведению фундамента, в том числе свайно-винтового. Все работы могут быть выполнены в отдельности и в рамках возведения домов под ключ.

img

Иван Николишин

Похожие статьи

Каркасный дом по финскому проекту. Жить не тужить

Каркасный дом по финскому проекту Дом для...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Геодезический купол 4 метра в диаметре

Небольшой купольный дом. Геодом. Этот купольный дом...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Одноэтажный каркасный дом в Рощино

Одноэтажный каркасный дом Дом для постоянного...

Читать далее
Михаил Каркасов
автор Михаил Каркасов

Присоединиться к обсуждению