Фундамент выше точки промерзания

Установка фундамента выше глубины промерзания

Одним из главных условий определения глубины заложения фундаментов на пучинистом грунте является глубина его промерзания. В нашей стране сезонное промерзание грунта может достигать глубины 2,5 метра и более. В зданиях без подвалов стоимость фундаментов такой высоты неоправданно велика, поэтому у многих людей возникают вопросы: можно ли устанавливать фундамент выше глубины промерзания и можно ли уменьшить глубину промерзания грунта?

На эти вопросы есть ответы. Да, можно устанавливать фундаменты на промерзающем грунте. Это фундаменты в виде монолитных армированных плит или армированные ленточные фундаменты на глубоком подстилающем слое из непучинистого грунта. В данном разделе мы не будем их рассматривать, это отдельная большая тема. На глубину промерзания грунта тоже можно оказывать воздействие. Вот об этом и будет эта статья.

Воздействие на грунт температуры воздуха

Весь процесс будем рассматривать в шкале Цельсия приняв за точку отсчета 0°С.

Представим, что на грунте лежит стальной шарик с температурой равной температуре окружающего воздуха. Температуру, которую шарик будет распространять на грунт изобразим в виде векторов (рис. 16).

Рис.16. Температурное воздействие на грунт

Таким образом в течении зимы шарик будет распространять на грунт отрицательную температуру и замораживать грунт вокруг себя по полусфере в масштабе повторяющей контур шарика. Чем больше будет зимой холодных дней, тем дальше в грунт будет распространяться замороженная полусфера. Поскольку зима не вечна, то однажды полусфера достигнет своего максимума и больше увеличиваться не будет. Максимальная глубина, при которой грунт из пластичного превращается в твердый называется глубиной промерзания грунта.

Весной шарик нагревается и начинает расплавлять под собой замороженный грунт. То есть происходит тот же самый процесс, что и при замораживании, только вектор температуры меняет свой знак с минуса на плюс. Если теплых дней будет мало, то грунт не успеет растаять на всю глубину, на которую он промерз. Такой грунт называется вечномерзлым. Сейчас мы его рассматривать не будем. Далее нас интересует только тот грунт, который в летние дни полностью прогревается.

Мы рассмотрели процесс замерзания грунта от действия одного шарика, на самом деле на грунте лежат миллиарды таких условных шариков и воздействуют на него образуя под собой промороженное или оттаявшее поле. Если на это поле разместить, какое-либо строительное сооружение, то оно вызовет в нем аномалию (рис. 17). Возмущение промороженного поля грунта будет различным и зависеть от теплового режима, размещаемого на нем объекта. При размещении неотапливаемого здания грунт под зданием будет промерзать на меньшую глубину, так как температура в здании будет все-таки выше, чем в чистом поле. Если здание будет отапливаемым, то грунт под ним совсем не промерзнет или промерзнет незначительно поскольку будет подогреваться зданием. Поэтому тепловой режим здания учитывается нормативными документами (табл.10) и влияет на глубину заложения фундаментов.

рис. 17-1. Промерзание грунта от воздействия отрицательных температур рис. 17-2. Промерзание грунта при расположении на нем неотапливаемого сооружения рис. 17-3. Промерзание грунта при расположении на нем отапливаемого сооружения

Уменьшение отрицательного воздействия промёрзшего грунта

Строительные правила (СП 22.13330.2011) дают определение глубины промерзания «равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.»

В этом определении важна каждая фраза:

• «средняя из ежегодных», то есть глубина промерзания может быть больше указанной величины или меньше ее;
• «открытая, оголенная от снега площадка» говорит о том, что под снегом глубина промерзания грунта будет меньше (чем толще снег, тем меньше промерзание);
• «при подземных водах ниже глубины промерзания», то есть исследуется сухой грунт, если он будет влажным глубина промерзания увеличится.

В строительных правилах нет, но всем известно, что укатанный грунт вследствие уплотнения становится более теплопроводным и промерзает глубже.

Таким образом исходя только из определения Строительных Правил видим несколько путей уменьшения глубины промерзания. Площадка вокруг строительного сооружения должна быть под снегом, не уплотнена и не увлажнена. В идеале это должно быть перепаханное поле и тогда грунт на нем точно не промерзнет до нормативной глубины даже в самую суровую зиму. Но в реальности все выглядит несколько иначе. К дому походят подъездные дороги, снег с которых по возможности убирают, а осенняя дождевая вода с крыши отводится недалеко от дома.

Наибольшую опасность для фундамента представляют температурные векторы, расположенные в полосе вокруг здания шириной равной глубине промерзания грунта. Если их убрать или каким-то образом уменьшить, то фундамент можно установить выше глубины промерзания грунта (рис.18).

рис. 18. Принципиальная схема уменьшения глубины промерзания

Уменьшить негативные воздействия от замораживания грунта можно как минимум двумя способами:

1. изменением физико-механических свойств грунта;
2. теплоизолированием грунта.

Это наиболее простые способы, доступные самодеятельному застройщику.

Изменение физико-механических свойств грунта

Из предыдущих страниц данной темы сайта нам известно, что разные грунты имеют различные свойства. Одни из них при замораживании не изменяют своей структуры, другие увеличиваются в объеме и выталкивают фундамент ломая его в различных плоскостях. Назовем такие грунты восприимчивыми к морозу и невосприимчивыми.

Рис.20. Воспримчивые и невоспримчивые к морозу грунты

Грунты, невосприимчивые к морозу состоят из обломков скальных пород (крупнозернистые пески, гравийные и галечниковые грунты). Ими и нужно заменить пучинистые грунты по периметру здания, целиком или перемешиванием со старым грунтом, вынутым при разработке котлована под фундамент. Для уменьшения влияния атмосферной воды на свойства грунтов её отводят от фундамента. Делают это двумя способами. Поверхностную дождевую и талую воду отводят устройством отмосток вокруг здания с уклоны от 5 до 10%. Воду можно отвести по рельефу местности или в специальную дренажную канаву, засыпанную крупнозернистым грунтом с верхним слоем, оформленным в виде красивых дорожек. В районах строительства с высоким снегом и частыми дождями воду, просачивающуюся к фундаменту, отводят от фундамента посредством подземного дренажа. Перфорированные трубы укладывают вокруг здания в слой крупнозернистого дренирующего грунта, накрывают геотекстилем во избежание заиливания труб и засыпают дренирующим мелкообломочным грунтом. Далее трубами отводят воду от фундамента по уклону местности либо сбрасывают воду в закопанные на отдалении дренирующие колодцы из бочек, засыпанных камнями. Грунт вокруг фундамента не будет удерживать в себе воду, а значит и не будет пучится при морозе (рис. 19).

Рис.20. Схемы отвода воды от фундамента

Подсос грунтовой воды в тело фундаментов и стяжек подвала прерывают устройством обмазочных и оклеечных гидроизоляций, а также устройством подсыпок из мелкообломочных дренирующих грунтов. Такая подсыпка из-за относительно больших расстояний (по молекулярным меркам) между частицами не может удержать в себе воду и уж тем более не может подсосать ее верх и смочить подошву фундамента. Капиллярный подсос так же можно прекратить и расстиланием под фундаментом полиэтиленовой пленки (рис. 21).

Рис.21. Отсекание капилярного подсоса

Теплоизоляция грунта

Если замещение и осушение грунтов вокруг дома предусматривает большой объем земляных работ при котором мы влияем на теплопроводность грунта простой заменой одного типа грунта на другой, то теплоизоляция грунта предполагает оставить прежний грунт с уменьшением его теплопроводности. Делается это установкой теплоизоляции. Я уже не однократно говорил на других страницах сайта и повторю вновь, что распространённый термин «утеплитель» применяется неправильно. Правильное название материала — теплоизоляция. Это перегородка между двумя материалами прерывающая поток тепла. Теплоизоляция сохраняет тепло если укрываемый ей материал был теплый или сохраняет холод, если изначально материал был холодный.

рис. 22. Утепленная отмостка

Укладка полосы теплоизоляции по периметру здания шириной равной глубине промерзания ослабит поток отрицательных температур, проникающих в толщу грунта и он промерзнет на меньшую глубину. На такой грунт можно будет установить фундамент меньшей высоты (рис.22). Конструктивно теплоизоляция грунта совмещают с устройством отмостки и называют утепленной отмосткой. Для того, чтобы мороз не прошел к подошве фундамента через его тело, мостик холода прерывают теплоизоляцией цоколя фундамента (рис. 23).

рис. 23. Теплоизоляция цоколя

Если вы встретите чертежи, показывающие теплоизоляцию по внешней вертикальной стене фундамента, то это утепляется подвальное помещение, а не грунт. Такая теплоизоляция удерживает тепло в подвале, при этом грунт теплом дома не прогревается, и глубина его промерзания не изменяется. То есть теплоизоляция стен фундамента не имеет ничего общего с теплоизоляцией грунта. Это разные конструктивные решения решающие разные задачи.

Укладка полосы теплоизоляции вокруг дома может быть сделана по уровню подошвы фундамента и совмещена с теплоизоляцией подвала (рис. 24). В этом случае решаются одновременно две задачи: утепление подвала и тепловое изолирование грунта. Полоса теплоизоляции здесь будет уже чем на поверхности грунта и зависеть от глубины погружения фундамента.

Рис.24. Утепление подвала и грунта

Утепленную отмостку лучше применять для зданий без подвала, а заглубленную теплоизоляцию для зданий с подвалом.

Источник

Как предотвратить промерзание фундамента?

Промерзание фундамента

Промерзание фундамента – головная боль хозяев оснований традиционного типа. Возведение частного особняка невозможно без качественной основы. Она должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать нагрузки и вес всего помещения. В современном малоэтажном строительстве используется несколько типов основ. Отличаются они по материалам закладки, конструкции и формам. Традиционными видами считаются ленточные и монолитные плитные. Их использовали на протяжении многих веков. Более современными являются винтовые спиралевидные изделия и забивные аналоги. Спрос на данные конструкции постоянно растет. Обусловлена подобная популярность надежностью и долговечностью таких основ.

Факторы, вызывающие промерзание фундамента

Несмотря на универсальность свай, их закладка требует учета ряда параметров. Любое сооружение подвержено воздействию различных агрессивных факторов. Поэтому кроме прочности они должны быть стойкими к подобным воздействиям. Важный критерий – влагостойкость основ. Повышенная влажность вызывает разрушительные процессы. Касается это не только бетонных монолитов, но и винтовых металлических труб. Кроме этого серьезным требованием к любому виду стройматериалов считается морозостойкость. Промерзание фундамента грозит необратимыми последствиями. Мерзлые стройматериалы быстро повреждаются. Они не выдерживают нагрузок, стремительно разрушаясь. Конечным результатом этих процессов является обвал или деформация помещений.

Учитывая особенности российского климата, промерзание фундамента рассматривается как серьезная опасность. Профильные инженеры думают об этой проблеме еще перед началом строительства. Отрицательные температуры пагубно влияют на винтовые трубы или их бетонные аналоги. Важно подумать над данным вопросом еще на этапе проектирования. Грамотный специалист заранее предусматривает опасность низких температур, принимая все необходимые меры, чтобы не допустить такой процесс. Показателем замерзания бетонного монолита считается 20-процентное проникновение холода в толщу стройматериала. Особенно опасны участки с повышенной влажностью. В такой почве процесс обледенения проходит быстрее.

Промерзание фундамента: видимые признаки

Существует несколько очевидных признаков, показывающих промерзание фундамента. Бетонные сваи снаружи меняют цвет. Они темнеют, обретая голубоватый оттенок. Внутри такого стройматериала образовываются кристаллы льда. Тревогу следует бить и в случае образования инея. Он проступает на начальной стадии замерзания. Также иней свидетельствует о наличии повышенной влажности в бетонных изделиях. Важным признаком может быть и появление жилистости. На бетонных поверхностях образовывается заметная сетка “морщин”. Свидетельствует она уже о произошедшем замерзании. Процесс будет продолжаться до повреждения более глубоких слоев ж/б-столбов.

Глубина замерзания

Любой стройматериал перед закладкой требует выполнения определенных подготовительных работ. Прежде всего необходимо проведение геолого-геодезических изысканий. Профильные специалисты прежде всего исследуют особенности участка. Они тщательно изучают земельные пласты, определяют глубину залегания грунтового водоносного горизонта. Важным параметром принято рассматривать предварительное установление глубины мерзлого слоя. В зависимости от данного показателя выбирается тип конструкции вместе с материалами исполнения. Глубина будущего сооружения может быть:

При нормальной глубине холод проникает в конструкцию. Затронет он поверхностные слои бетонных стержней. Хотя разрушительным такое промерзание фундамента не является. Опасная глубина требует выполнение теплоизоляционных работ. Даже если использованный стройматериал продержится несколько сезонов, со временем мороз причинит ему значительный вред. Критической специалисты называют глубину, когда закладка выполнена неправильно. Эксплуатировать помещения на такой базе недопустимо. Поэтому они подлежат демонтажу.

Причиной замерзания практически всегда считаются ошибки, допущенные проектировщиками, производителями или мастерами. Глубина котлована должна быть рассчитана правильно. Касается это как монолитных или ленточных, также и свайных основ. Мерзлый грунт представляет серьезную опасность для строений. Следовательно, к вопросу необходимо подходить профессионально. Любое отклонение или неточность приводит к необратимым процессам. Поэтому в проектной документации всегда указываются необходимые параметры. Закладка выполняется с учетом данных показателей.

Решение ошибок возможно единственным путем. Это полная откопка основы. Затем специалисты осуществляют теплоизоляцию конструкции по периметру. В конце выполняется присыпка землей. Замерзание может быть частичным или полным. Не всегда оно является критическим. Это означает, что демонтировать сооружение необязательно. Однако некоторые недобросовестные производители не выдерживают полный цикл затвердевания бетонных заготовок или монолита. Поэтому начинается разрушение. Следовательно, выбирать поставщика стройматериалов следует тщательно. Только добросовестные производители могут предоставить гарантированно качественные и прочные изделия, обладающие соответствующей морозостойкостью.

Серьезные последствия, вызванные воздействием отрицательных температур, невозможно исправить. Разрушение бетонных или металлических конструкций, вызванные морозом, считается необратимым процессом. Поэтому задача грамотных инженеров заключается в недопущении описанных выше процессов. Следовательно, если вы планируете строительство частного особняка, лучше обратиться к профессионалам, хорошо разбирающимся в современных строительных технологиях. Игнорирование проблемы приведет к непоправимым результатам.

Распространенные ошибки, вызывающие промерзание фундамента

Малоэтажное домостроение является быстроразвивающимся направлением строительства. Все больше горожан старается выбраться за город. Для этого они возводят частные особняки. Однако многие будущие домовладельцы не задумываются о нюансах такого строительства. Особенно это касается прочности и долговечности базиса строения. Для них промерзание фундамента не представляет опасности. Часто встречаются случаи, когда в подобные конструкции проводят отопительные трубы. Результатом является скопление конденсата. Образовавшаяся влажность проникает внутрь, вызывая промерзание фундамента. Со временем такой процесс перерастает в образование трещин.

Некачественная наружная облицовка цоколя также считается серьезной проблемой. Это может быть металлический или виниловый сайдинг. Используют домовладельцы и керамику, забывая об обязательной теплоизоляции. Замерзание вызывает выпадение облицовочных стройматериалов. Встречаются в практике случаи, когда обледенение происходит снаружи. Внутренние слои при этом остаются в прежнем состоянии. Происходит подобное достаточно редко. Специалисты не считают данное явление опасным. Поэтому если домовладелец заметит лед в особо морозные дни, беспокоиться не стоит.

Утепление

Существует единственно правильный метод защиты свайной или монолитной конструкции от обледенения. Это качественное утепление. Используется для данной работы:

• минвата;
• песчано-цементная штукатурка;
• полимерные материалы.

Перечисленные утеплители обладают своими преимуществами. Выбор зависит от конкретных обстоятельств. Прежде, чем приступить к теплоизоляционным работам, необходимо тщательно высушить бетонный раствор. Подобные конструкции не выдерживают воздействия влажности. Особенно это касается блочных вариантов. Образовавшийся конденсат вызывает быстрое вымораживание блоков. Они легко сдвигаются, разрушая общую кладку. Со временем некоторые из них просто выпадают. Единственным решением данной проблемы будет создание армированного пояса. Связана подобная работа с огромными расходами. Следовательно, домовладельцу придется сильно раскошелиться.

Как заметить промерзание фундамента?

Если происходит замерзание, полы становятся особенно холодными. В углах особняка может появиться влага. Решение проблемы невозможно без определения причин. Более 50 процентов фактов замерзания вызвано особенностью грунта. Большинство участков расположено на глинистой почве. Такая земля пучится и постоянно деформируется. Это довольно частое изменение объема в зависимости от сезонности. Для этих участков лучшим выбором считается свайный вариант. Закладывается он с использованием забивных ж/б-столбов или их винтовых металлических аналогов. Важным фактором является правильное определение глубины замерзания, чтобы подобрать изделия соответствующей длины.

Любой вид свай требует тщательной теплоизоляции. Выполняется она профильными специалистами, отлично разбирающимися в данной сфере. Неправильное утепление может привести к их постепенному разрушению под воздействием минусовых температур. Металлические трубы обрабатываются дополнительно антикоррозионными составами. Они предотвращают образование ржавчины. Установленная на правильном уровне свайная база с качественной теплоизоляцией прослужит долго, не требуя дополнительных ремонтных работ.

Глинистая земля под воздействием мороза уплотняется. Поэтому установленные сваи необходимо забетонировать. А прочная обвязка таких столбов защитит строение от деформации. Теплоизоляцию необходимо выполнить с обеих сторон. Наружное утепление цоколя свайных основ осуществляется с помощью плит пенополистирола. Отличается такой стройматериал увеличенной прочностью. Экструдированный пенополистирол влагонепроницаемый утеплитель. Обладает он низкой теплопроводностью. Используется теплоизолятор специально для заглубленных в землю конструкций.

Необходимость утепления

Благодаря грамотно выполненной теплоизоляции предотвращается появление конденсата. Влажность считается злейшим врагом сооружений любого типа. Кроме снижения теплопотерь она предотвращает намокание отдельных элементов помещения. Металлические сваи не подвержены коррозии. Недостатком их бетонных аналогов является опасность пропитывания водой. Данное явление приводит к образованию грибковых колоний. Появляется плесень, разрушающая структуры стройматериала. Зимой жидкость замерзает. При расширении бетонные изделия “взрываются” изнутри. Это создает опасность всему сооружению. Следовательно, утепление считается единственной мерой защиты особняков.

Монтаж свай

Установка ж/б свай – сложный процесс, требующий от мастеров профессионализма и опыта. Необходимо выполнить конструкторский расчет, позволяющий правильно выбрать железобетонные изделия. Длина изделий определяется с учетом точки обледенения. Определяется она с помощью специальной таблицы и географического месторасположения участка. Потребуются и результаты лабораторных исследований грунта. Такие данные позволяют специалистам правильно выбрать тип основы. Свайное поле проектируется с учетом специфики будущего сооружения. Расстояние между стержнями должно быть одинаковым.

Производство качественных ж/б свай происходит в строгом соответствии с нормами ГОСТ. Армирующий каркас выполняется правильно. Важным этапом является пропарка изделий.

Сопровождается такой стройматериал паспортом качества. Выбирая сваи, необходимо уделить внимание показателю морозостойкости. Это значимый параметр, от которого зависит долговечность будущего сооружения. Водонепроницаемость также является важным параметром, предопределяющим стойкость изделий. Повышенная влажность считается причиной быстрого обледенения свай. Перечисленные нормы прописаны в ГОСТ. Каждый добросовестный производитель обязан указывать их в сопроводительной документации.

После бережной доставки ж/б стержней на стройплощадку, выполняется разметка участка. Используется специальное геодезическое оборудование. Специалисты руководствуются проектной документацией свайного поля. Ошибки при такой работе недопустимы. Неправильно распределенные нагрузки вызывают трещины. Забивка выполняется с применением спецтехники. Каждый железобетонный стержень устанавливается вертикально. В случае отклонения они теряют несущую способность. Для проверки горизонтального положения используется нивелир. Заменить его можно лазерным уровнем.

Опытный инженер внимательно следит за глубиной забивки. Отклонение от нормативов, указанных в проектной документации, приведет к дополнительным расходам. Лишнее заглубление стержня потребует наращивания. А недостаточная глубина повторной доставки на стройплощадку дорогостоящего оборудования. После завершения забивки выполняется ростверк. Прежде всего готовится опалубка. Необходимо обустроить арматурный каркас. Морозное пучение грунта – серьезная проблема, требующая особого внимания. Данное явление может деформировать все помещение. Поэтому необходима откопка почвенно-растительного слоя по периметру ростверка. Подобным образом он освобождается от земли и надежно защищается от замерзания. Следующий этап – бетонирование и уплотнение раствора вибратором. Утрамбовка предотвращает появление полостей в стройматериале. В подобных полостях скапливается влага, вызывающая коррозию армокаркаса. Она вызывает также промерзание фундамента с его последующим разрушением.

Винтовые сваи

Выбор и установка винтовых, спиралевидных стержней осуществляется по аналогичному принципу. Учитываются нагрузочные способности металлических изделий. Необходимо заранее рассчитать общий вес будущего сооружения. Проектировщики выполняют детальную разметку. Следует правильно рассчитать количество стержней. Длина данных изделий определяется с учетом точки замерзания грунта. Недопустима установка стержней, не обработанных специальным антикоррозионным составом. Металл подвержен риску образования ржавчины, вызывающей его постепенное разрушение.

Утепление винтово-свайных основ выполняется разными способами. Наиболее распространенным является устройство цоколя. Он закрывает пространство, образованное между стержнями и первым этажом сооружения. Возвести цоколь можно из кирпичной кладки. Затем выполняется двустороннее утепление. Благодаря этому помещение надежно защищается от проникновения холодных масс. Грамотно спроектированная и выполненная теплоизоляция сохранит особняк от воздействия отрицательных температур, продлит эксплуатационный срок и поможет создать комфортный микроклимат изнутри.

Выбор подрядчика

Только профильная компания, обладающая соответствующей лицензией, может гарантировать будущему домовладельцу выполнение всех перечисленных этапов профессионально, в точном соответствии с действующими нормативами. Обращаясь в Эндбери, заказчик получает ряд преимуществ. Эта компания имеет собственное предприятие по производству ж/б свай. А комплексные услуги по закладке свайных конструкций, освобождает клиентов от необходимости обращения в разные компании. Команда профессионалов выполнит все работы, начиная с проектирования, завершая монтажом и теплоизоляцией основ разной сложности. Здесь можно заказать и закладку монолитных основ с использованием традиционных технологий. Многолетний опыт специалистов помогает решать особо сложные задачи. Воспользовавшись нашими услугами, вы получите добротный особняк, выдерживающий любые температурные перепады или морозы.

Вы сможете забыть о проблеме промерзания, обратившись в Эндбери. Мы используем для производства бетон класса b30. А этот класс, как известно, не только превышает требования ГОСТ, но и характеризуется повышенной морозостойкостью.

Источник