Фундамент на промороженных грунтах

Обновлено: 01.05.2024

Столкнулись с проблемой - подрядчик проморозил основание под возведенными фундаментами.
Хочется прояснить для себя кое-какие моменты, а именно:
1. Понятно, что возможные последствия и степень пучинистости промороженных глинистых грунтов под подошвой зависят друг от друга. Вопрос - в какой степени? И дело, как я понимаю, не только в пучинистости?
Ситуация. По геологии, сделанной прошлой весной - суглинки от мягкопластичных до полутвердых. Основной горизонт грунтовых вод достаточно глубоко, но верховодка однозначно прогнозируется, вернее, она была в период изысканий. При этом степень влажности этого ИГЭ в среднем 0,9. И в связи с этим - "в период гидромаксимумов - чрезмерно пучинистные".
Подрядчик проморозил грунт под подошвой на 20-30 см (по данным вскрытых шурфов). Т.е. была заказана повторная геология, сейчас, зимой, причем сразу в две в разных организациях. Результаты первой - суглинки полутвердые и твердые, практически непучинистые - степень влажности теперь 0,6.
Вот так вот. Получается грунт сначала несколько подсох, а потом начал замерзать? Испытывают ведь оттаявшие уже образцы монолитов.
фи, с - практически в точку, а Е - даже немного выше. Ну это вроде не удивительно, с чего бы им сильно измениться?
Результаты второй геологии вот-вот будут. По первой повторной, безусловно, мала выборка, косяки вполне допускаю.
По нагрузкам - сейчас возведена часть и возводится дальнейшая часть фундаментов. Фундаменты - столбчатые, над ними - пятиэтажные монолитные корпуса (колонны, диафрагмы и перекрытия с балками), в целом не большие, но с приличными полезными нагрузками, да и постоянная будет не мала (почему именно столбчатые, а не, к примеру, плита, предлагаю не обсуждать). В любом случае, весьма требовательная к неравномерным осадкам конструкция. Подрядчик рвется в бой и останавливаться на достигнутом не собирается.
2. На части площадки фундаменты встали на пески средней крупности. Понятно, что они непучинистые, но, тем не менее, могут ли быть последствия весной для песков при их оттаивании? Я так понимаю, могут быть, если продолжать увеличивать сейчас нагрузку?
3. Чем бить подрядчика с точки зрения норм? Пока работы приостановлены на основании нарушения п. 3.29 СНиП 3.02.01-87.
4. Какие возможны варианты выхода из ситуации? Предлагаем засыпать-утеплить и ждать, пока разморозится с постоянным мониторингом состояния и т.п. Плюс подготовить дренаж до начала снеготаяния. Либо просто засыпать и ждать весны? Либо применять еще какие методы (прогрев электродами?). Либо демонтаж? Ну либо забить, в смысле махнуть рукой?
Понятно, что "заморозка" строительства до весны (каламбур какой-то - заморозка промороженного строительства ) никому не нужна. Тем не менее, заднюю часть нужно сохранить в целости.
Ну а может я зря волнуюсь и ничего с основанием не будет?

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Ув. Клименко Ярослав!

Ситуация знакома, приведу примеры последствий(обычно это происходит весной, когда грунт начинает оттаивать сначала с южной стороны а потом с северной):
-Переславль Залесский Ярославльской обл. жилой двухэтажный одноподьездный дом (успели построить 1 этаж на промерзшем грунте) развалился ровно на четыре части , вначале отвалилась южная стена, потом северная (закзчик рвался в бой - потом принял решение все демонтировать и строить заново)

- ОУХО(объек уничтожения химического оружия) в г.Почеп Брянской обл.
(двухэтажное здание общежития) на мерзлый грунт кинули ленточные фундаменты - весной демонтировали.

Рекомендую - сделать тепляк и греть грунт до полного оттаивания(при этом обеспечить контроль за характеристиками грунта), очень энергоемко, но дешевле чем весной усиливать или демонтировать

В вашем случае неоднородность грунтов может ухудшить ситуацию!
Закзчику процитируйте - Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

гиппопо, спасибо за ответ!
По второй геологии получили в одном шурфе текучепластичные суглинки после разморозки.
Но ситуация дошла до абсурда. Не вдаваясь в подробности, инвестора склонили на то, чтобы нанять третейскую организацию, которая сможет дать заключение о дальнейших перспективах.
Скажите, кто-нибудь здравомыслящий может дать хоть какую-то гарантию в этой ситуации?

Закзчику процитируйте - Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Ув. Клименко Ярослав!

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Описаны основные виды, особенности и физико-механические характеристики насыпных грунтов. Даны рекомендации по проведению инженерно-геологических исследований. Приведены особенности расчета оснований и фундаментов на насыпных грунтах и указаны причины возникновения деформаций зданий и сооружений. Освещен опыт устройства оснований и фундаментов на планомерно-возведенных насыпях, отвалах грунтов и отходов производства. а также свалках всевозможных материалов.
Для инженерно-технических и научных работников проектных, изыскательских, строительных и научно-исследовательских организаций.

Оглавление:
Предисловие
Введение
Особенности насыпных грунтов
Образование и распространение насыпных грунтов
Особенности состава, залегания и сложения насыпных грунтов
Процессы, происходящие в насыпных грунтах
Самоуплотнение насыпных грунтов от собственного веса
Классификация и основные типы насыпных грунтов
Классификация насыпных грунтов
Особенности и физико-механические характеристики основных типов насыпных грунтов
Инженерно-геологические исследования насыпных грунтов
Учет условий образования и основных особенностей насыпных грунтов
Изучение состава и сложения насыпных грунтов
Лабораторные испытания насыпных грунтов
Полевые испытания насыпных грунтов
Исследования при деформациях зданий
Расчет оснований, фундаментов и зданий на насыпных грунтах
Основы расчета оснований и фундаментов зданий по предельным состояниям
Расчет дополнительных осадок фундаментов на насыпных грунтах
Расчетные сопротивления оснований на насыпных грунтах
Проектирование уплотненных оснований на насыпных грунтах
Проектирование фундаментов в вытрамбованных котлованах
Особенности работы и расчета свайных фундаментов в насыпных грунтах
Расчет конструкций зданий на неравномерные осадки
Мероприятия при строительстве на насыпных грунтах
Учет сов местной работы конструкций с грунтом основания
Методы строительства на насыпных грунтах
Подготовка оснований на насыпных грунтах
Прорезка насыпных грунтов сваями
Конструктивные мероприятия
Водозащитные мероприятия
Выбор мероприятий при строительстве зданий и сооружений не насыпных грунтах
Уплотнение насыпных грунтов
Общие положения по уплотнению насыпных грунтов
Необходимая степень уплотнения насыпных грунтов
Опытные работы по уплотнению грунтов
Уплотнение грунтов укаткой
Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками
Вытрамбовывание котлованов
Глубинное уплотнение грунтовыми сваями
Глубинное уплотнение песчаными сваями
Гидровиброуплотнение песчаных грунтов
Деформация зданий и сооружений на насыпных грунтах
Развитие строительства на насыпных грунтах
Деформации промышленного здания на шлаковых отвалах
Деформации здания жилого дома на свалке грунтов и бытовых отходов
Деформации промышленного корпуса на свайных фундаментах
Основные причины деформации зданий и сооружений на насыпных грунтах
Устройство оснований и фундаментов на планомерно возведенных насыпях
Подготовка поверхности и грунта для планомерно возведенных насыпей
Возведение планомерно возведенных насыпей послойной отсыпкой грунта
Возведение планомерно возведенных насыпей гидронамывом
Доуплотнение грунтов в планомерно возведенных насыпях
Контроль за качеством работ при устройстве планомерно возведенных насыпей
Опыт строительства металлургического завода на планомерно возведенной насыпи из гравелистого грунта
Возведение обратных засыпок котлованов на строительстве Камского автомобильного завода
Возведение насыпи стипль-чезного круга Олимпийской конно-спортивной базы в Москве
Устройство оснований и фундаментов на отвалах грунтов и отходов производств
Доуплотнение отвалов грунтов и отходов производств
Опыт строительства на отвалах вскрышных пород
Опыт строительства на отвалах песчаных грунтов
Опыт строительства промышленного корпуса на отвалах из лессовидных суглинков
Опыт строительства на шлаковых отвалах
Устройство оснований на свелках грунтов и отходов производств
Учет особенностей свалок грунтов и отходов производств
Опыт строительства промышленного цеха на свалке грунтов
Опыт строительства здания речного вокзала на свалке грунтов и городских отходов

Сравнение методик расчета фундаментов на морозное пучение

Сравнение различных методик расчетов на пучение

1. Два типа воздействия – касательные и лобовые силы морозного пучения

Не смотря на кажущуюся простоту расчета на воздействие морозного пучения есть много нюансов и спорных моментов при его выполнении. В данной статье я попытался упорядочить все имеющиеся знания на эту тему.

В зависимости от положения подошвы фундамента относительно максимальной расчетной глубины промерзания грунта на фундамент воздействуют следующие силы пучения:

1. Касательные силы морозного пучения — воздействуют на боковые поверхности фундамента если его подошва заложена ниже глубины промерзания.

Схема воздействия касательных сил морозного пучения на фундамент анкерного типа

2. Лобовые и касательные силы морозного пучения — воздействуют на фундамент если его подошва заложена выше глубины промерзания.

Схема воздействия лобовых и касательных сил морозного пучения на фундамент

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п. 4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного на 0,5 и более — не более 0,5 м.

Если же фундамент не заглублен в грунт вообще (поверхностный фундамент) или заглублен на небольшую глубину и выполнена замена грунта обратной засыпки на непучинистый, то на него будут действовать только лобовые силы пучения:

Схема воздействия лобовых сил морозного пучения

2. Основные методики расчетов на морозное пучение

Формулы и указания для расчетов на морозное приводятся во многих источниках – нормативных документах, СНиП, СП, пособиях и руководствах. В данной статье приводятся ссылки на некоторые из них:

[1] «Рекомендации по снижению касательных сил морозного выпучивания фундаментов с применением пластических смазок и кремнийорганических эмалей» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 1980 г
[2] Доклад «Основные результаты исследования влияния антикоррозионных покрытий на несущую способность свайных фундаментов в мерзлых грунтах» ОАО «Фундаментпроект»;
[3]серия 1.411.3-11см.13 Свая металлическая трубчатая «СМОТ» (с покрытием «Reline»).
[4] «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах» 1979г;
[5]ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»;
[6] «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ»;
[7] «Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»;
[8]СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»
[9]СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»

Расчеты на воздействие лобовых сил морозного пучения выполняются в большинстве источников по формуле (формула из п. 6.2 [4]):

n₁ – коэффициент перегрузки, равный 0,9;
n – коэффициент перегрузки, равный 1,1;
N н – нормативная нагрузка на основание в уровне подошвы фундамента;
F_ф – площадь подошвы фундамента, см2;
h₁ – глубина промерзания грунта, считая от подошвы фундамента, см.;
σ н – нормативное значение нормального давления морозного пучения, создаваемое одним сантиметром промороженного слоя грунта кгс/см3 (по таблице 2 [4]).

Как видно из формулы и таблицы, для уравновешивания лобовых сил пучения необходимо на каждый 1 кв. метр площади подошвы фундамента приложить вдавливающую нагрузку от 1 до 6 Тонн при 10 см толщины промерзающего слоя под подошвой. Так же очевидно, что лобовое пучение резко возрастает с увеличением толщины слоя промерзающего грунта под подошвой фундамента и уменьшением габаритов подошвы фундамента. Например если толща промерзающего грунта под подошвой фундамента будет иметь мощность 1,5 м то усилие лобового пучения по расчету составит от 15 до 90 Тонн на каждый кв. метр подошвы фундамента.

Например, при глубине промерзания 1,0 м под подошвой фундамента, и размерах подошвы 1,0х1,0 метра в среднепучинистых грунтах для уравновешивания лобовых сил морозного пучения на фундамент должна приходиться сжимающая нагрузка 22 Тонны (включая массу фундамента), а в сильнопучинистых грунтах – 33 Тонны.

Как правило в частном строительстве, если фундаменты не закладывались ниже глубины промерзания, то это малозаглубленные фундаменты с малыми нагрузками, и они будут испытывать деформации пучения (подъем, перекос). В этом случае необходимо выполнить расчеты на подъем и относительную деформацию пучения (перекос) основания под фундаментом по методике [5]. Расчеты деформаций пучения по [5] достаточно сложны, т.к. они учитывают скорость промерзания грунта, его расчетную темпертатуру и др. Максимальные расчетные значения деформаций не должны превышать предельных допустимых значений, приведенных в Табл. 3.1 [5], а так же в соответствии с указаниями п. 6.8.11 СП 22.13330.2016 [8] по таблице Приложения Г (и прим. 6 к таблице) по аналогии с набухающими грунтами (средний допустимый подъем в размере 25% и относительную разность осадок в размере 50% соответствующих предельных деформаций).

Для расчетов на морозное пучение в первую очередь необходимо определить расчетную глубину промерзания грунта.

Глубина промерзания грунта определяется в соответствии с требованиями действующих на сегодняшний день в РФ нормативных документов на основании климатических данных холодного периода года (информацию следует брать из инженерных изысканий, запрашивать на ближайших метеостанциях или принимать по таблицам СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»). Формулы и указания для определения нормативной и расчетной глубины промерзания грунта рассмотрены в этой статье.

Расчеты на морозное пучение встречаются в большом количестве нормативных документов, учебниках, пособиях и др. литературе. В данной статье будет рассмотрено 4 основных расчета из разных источников:

по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»;
по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» — применительно к талым грнутам;
по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» (аналогичны, за исключением нескольких отличий, расчету из «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ»);
По методике «Пособия по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»;

Первые 2 документа – действующие нормативы, включенные в перечень обязательных нормативных документов в области строительства.

Так же существуют и другие источники которые здесь не рассмотрены, например: «Рекомендации по совершенствованию конструкций и норм проектирования искусственных сооружений, возводимых на пучинистых грунтах с учетом природных условий БАМа», Москва 1981 г.

В заключении будет приведена сравнительная таблица расчетов на пучение, выполненных для одних и тех же фундаментов, но по разным методикам. Фундаменты рассмотрены 2х типов – столбы с прямыми боковыми гранями, и столбчатые фундаменты с уширением в нижней части – с развитой подошвой (анкерные фундаменты), всего 4 типоразмера фундаментов.

3. Расчет на пучение по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»

Данный нормативный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Это основной норматив в области проектирования фундаментов (кроме районов распространения многолетней мерзлоты), действующий в данный момент (март 2019 г.).

Расчеты на пучение приведены в разделе 6.8 СП 22.13330.2016, основная формула расчета на касательные силы пучения (ф. 6.35):

— коэффициент условия работы, принимаемый равным 1,0;
— коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1;
τ_fh — удельная касательная сила пучения («сила смерзания» грунта на поверхности контакта грунт-фундамент). Принимаемая по опытным данным или по таблице 6.12;
A_fh — площадь сдвига по мерзлым грунтам (площадь поверхности смерзания грунт-фундамент);
F — расчетная постоянная нагрузка, действующая на фундамент;
F_rf – расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания в следстиве трения его боковой поверхностью о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания.

Для фундаментов, имеющих вертикальные грани:

A_f — площадь сдвига талых грунтов (площадь поверхности контакта талый грунт-фундамент ниже расчетной глубины промерзания);
R_f – расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента.

К сожалению, в данном СП умолчали как вычисляется удерживающая сила для фундаментов, имеющих не вертикальные грани, или имеющих развитую подошву. Эти сведения приходится черпать из других источников.

4. Расчет на пучение по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»

Данный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчеты на пучение приведены в разделе 7.4 СП 25.13330.2012. Основная расчетная формула точно такая же как и в СП 22. Однако в определении составляющих этой формулы есть существенные отличия:

F_rf — для фундаментов с анкерной плитой вычисляется не по фактической поверхности контакта грунт-фундамент, а по условной поверхности по периметру анкерной плиты (площадь сдвига равна периметру анкерной плиты, умноженному на толщину слоя талого грунта в пределах фундамента);
τ_fh — удельная касательная сила пучения, принимаемая по таблице 7.8 и существенно больше чем аналогичный показатель в СП 22.13330.

Расчет по «Рекомендации по снижению касательных сил морозного выпучивания фундаментов с применением пластических смазок и кремнийорганических эмалей» [1] полностью аналогичен расчетам по методике СП 25.13330.2012, включая значения касательных сил пучения.

5. Расчет на пучение по «Пособию по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»

Данное пособие можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Расчеты выполняются по п. 2.148…2.154 Пособия.

Расчет по «Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83» [7] в части фундаментов без анкерной плиты полностью аналогичен расчету по СП 22.13330.2016 (включая коэффициенты по шероховатости поверхности). А вот для фундаментов с анкерной плитой принципиально отличается от всех других методик расчетов:

— вводится сложный понижающий коэффициент к удельной касательной силе пучения (п. 2.154 Пособия к СНиП 2.02.01-83), в зависимости от параметров анкерной плиты. Коэффициент принимается по таблицам и явно имеет какое-то эмпирическое происхождение;

— трение по боковой поверхности для анкерных фундаментов принимается на площадь по периметру анкерной плиты, а не на фактическую площадь боковой поверхности (по аналогии с СП 25.13330.2012).

6. Расчет на пучение по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г»

Данное руководство можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчет по методике «Руководства по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» [4] очень похож на расчет по «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ» [6], однако в [6] τ_fh — удельная касательная сила пучения умножается на коэффициенты, в зависимости от глубины промерзания, а в [4] в расчет принимается фиксированное значение этого параметра. Этот расчет принципиально отличается других тем что:

— нагрузка, вдавливающая фундамент так же уменьшается на 0,9 как и удерживающее усилие, а выпучивающая сила увеличена на коэффициент перегрузки 1,1;

— удельные касательные силы пучения принимаются 100, 80 и 60 Тс/м2 для сильно-, средне-, и слабопучинистых грунтов соответственно;

— глубина, в пределах которой учитывается смерзание фундамента с грунтом ограничена 2,0 м;

— для анкерных фундаментов (с уширением в нижней части) вместо трения по боковой поверхности, удерживающая сила вычисляется как удвоенная масса грунта над свесами подошвы.

7. Сравнение результатов расчета на пучение по рассмотренным методикам

Для сравнения расчетных методик были выполнены расчеты четырех разных фундаментов двух типов в разных грунтовых условиях. Типы фундаментов:

Таблица 2. Принятые для расчетов типы фундаменов

Номер типа фундамента	I	II	III	IV
Тип фундамента	Анкерный	Анкерный	Прямой столб	Прямой столб
Размер сечения колонной части, м	0,8х0,8	0,8х0,8	0,8х0,8	0,8х0,8
Размер подошвы (плитной части) в плане, м	2,4х2,4	2,4х2,4	-	-
Толщина подошвы (плитной части), м	0.5	0.5	-	-
Глубина заложения фундамента, м	3	3.3	4	5
Глубина промерзания нормативная	2	2.2	1.5	1.5

Во всех расчетах приняты неотапливаемые здания (сооружения), противопучинное покрытие и уклон боковых граней фундамента отсутствует, поверхность бетона гладкая, грунты основания – глинистые с показателем текучести 0,3 (или пески мелкие). Расчетная постоянная нагрузка на фундамент принята 8 Тонн-сил во всех расчетах одинаковой.

Результаты расчетов сведены в таблицу:

(Если удерживающая сила больше выпучивающей то устойчивость фундамента на воздействие морозного пучения обеспечена, и наоборот)

Из таблицы видно, что наиболее жесткие расчетные требования к фундаментам предъявляет расчет по методике СП 25.13330.2016 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» [9].

При этом расчеты для прямых столбов без анкерной плиты дают очень похожие результаты, а для фундаментов с анкерной плитой (подошвой) – результаты расчета существенно отличаются. Особенно выделяется расчет по «Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83» [7] – он показывает для анкерных фундаментов наименьшую силу выпучивания и наибольшую удерживающую силу.

Так же очевидно что для столба без анкерной плиты даже большая глубина погружения с трудом обеспечивает устойчивость на действие касательных сил пучения.

8. Заключение

Методика расчета по «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» дает вполне адекватные результаты, несмотря на странное ограничение глубины смерзания 2,0 метра.

А вот методика «Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83», как и многие расчеты из этого источника вызывают сомнения, т.к. при некоторых соотношениях расчетных параметров она выдает отрицательные силы морозного пучения для анкерных фундаментов (пучение вдавливает его), что теоретически возможно, но выглядит очень странно и не логично.

При ответственных расчетах на морозное пучение рекомендую придерживаться методики СП 22.13330.2016, или СП 25.13330.2012 если необходимо получить наиболее надежный результат. Данные документы – действующие нормативы и результаты расчетов по ним признают все проверяющие органы, в том числе Гос. Экспертизы РФ.

Самостоятельно выполнить расчеты Вы можете воспользовавшись расчетным файлом по ссылке.

К пучинистым грунтам относятся мелкие и пылеватые пески, а также глинистые грунты и крупнообломочные с глинистым заполнением, если уровень грунтовых вод расположен на глубине, незначительно превышающей расчет ную глубину промерзания этих грунтов.

По классификации пучинистые грунты делятся на:
• сильнопучинистые;
• среднепучинистые;
• слабопучинистые;
9 практически непучинистые.

Степень пучинистости грунтов необходимо определить в инженерно-геологических изысканиях, которые на до провести на площадке строительства.

Глубина заложения фундаментов должна исключать возможность промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента, т. е. глубина заложения фундамента должна быть больше расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения фундаментов по условиям морозного пучения можно существенно уменьшить за счет применения:

• теплозащиты грунта (например, керамзитом, пенопластом и пр.);
• водозащитных мероприятий, уменьшающих степень пучинистости грунта;
• замены пучинистого грунта на непучинистый под подош вой фундаментов и по боковой поверхности;
• защиты боковой поверхности фундаментов от смерзания с грунтом путем применения специальных конструктивных мероприятий;
• конструктивных мероприятий, обеспечивающих восприятие неравномерных деформаций основания при замерзании и оттаивании пучинистого грунта без нарушения прочности верхних конструкций и ухудшения эксплуатации зданий и сооружений,
В процессе строительства в зимний период необходимо исключить возможность морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов за счет:
• защиты основания от увлажнения поверхностными водами и верховодкой;
• своевременной засыпкой грунтом пазух фундаментов;
• утепления фундаментов теплоизоляционными материалами или грунтом.
Следует отметить, что морозное пучение грунтов является очень серьезной силой, которая может вызвать значительные деформации конструкций зданий и сооружений (появление трещин, обрушение конструкций и др.). Например, промерзание на каждые 10 см под подошвой фундамента может вызвать нормальное давление морозного пучения к подошве фундамента (снизу вверх) порядка 0,6—1,0 кгс/см2 (меньшее значение от промерзания слабопучинистого грунта и большее — сильнопучинистого).

Укладка фундаментов на промороженный грунт (без его отогрева) не допускается.

Необходимо отметить, что деформации конструкций от морозного пучения грунта особенно неблагоприятны вследствие их знакопеременное™ и ежегодного повторения. %1 Водозащитные мероприятия должны предотвратить локальное замачивание грунтов основания атмосферными или производственными водами, для чего необходимо:

• предусмотреть планировку территории, обеспечивающую надежный отток атмосферных вод от здания;
• выполнить организованный отвод вод с кровли здания;
• предусмотреть отмостку такой ширины, чтобы она перекрывала не менее чем на 0,4 м пазухи засыпанных котлованов. Отмостки должны иметь уклон не менее 3%. Вода с отмостки должна отводиться от здания за счет планировки территории;
• вводы и выпуски водонесущих трубопроводов (канализация, водопровод и т. д.) должны обеспечить надежность соединений, исключающих возможность замачивания грунта.

Конструктивные мероприятия, обеспечивающие восприятие неравномерных деформаций основания, включают
в себя:
• разбивку здания на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную геометрическую форму в плане и одинаковую высоту;
• устройство непрерывных армированных поясов на уровне низа фундаментов и покрытий. Пояса должны быть высотой не менее 15 см и перекрывать полностью наружные и внутренние стены. Армирование поясов выполнить из арматуры 5 0 АН (5 шт.), укладываемой без перерыва с нахлёстом не менее 300 мм.
Ниже приведены примеры устройства антипучинистых мероприятий для фундаментов, возводимых в грунтах, обладающих свойствами морозного пучения (грунтовые воды в расчетной зоне отсутствуют)

Пример 1. Устроить песчаную подушку из средне- или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; установить плоский асбестоцементный лист для предотвращения бокового смерзания фундамента с грунтом; устроить армированные пояса из арматуры 0 10AII (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована при полной ширине, но не менее 1000 мм.

Пример 2. Устроить песчаную подушку из средне- или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; засыпать пазухи средне- или крупнозернистым песком; устроить экран из уплотненного глинистого грунта; устроить армированные пояса из арматуры 0 10 АН (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована, при полной ширине не менее 1000 мм.

Защита боковой поверхности фундамента плоским асбестоцементным листом: 1 песчаная подушка из средне-или крупнозернистого песка; 2 — боковая поверхность; 3— плоский асбестоцементный лист; 4 — армированный пояс из арматуры 0 ЮАП (5 шт.); 5— отмостка; 6 — фундамент; 7 — уровень пола 1-го этажа; 8— гидроизоляция

Защита боковой поверхности фундамента экраном из грунта: 1 — песчаная подушка из средне-или крупнозернистого песка; 2 — боковая поверхность; 3 — средне- или крупнозернистый песок; 4— экран из уплотненного глинистого грунта; 5 — армированный пояс из арматуры 0 10AII (5 шт.); 6 — отмостка; 7 — фундамент; 8 — уровень пола 1-го этажа; 9— гидроизоляция

Упрощенный вариант устройства фундаментов для одноэтажных деревянных зданий: 1 — песчаная подушка; 2 — фундамент; 3 — армированный пояс из арматуры 0 10АП (5 шт.); 4 — отмостка шириной 700 мм; 5 — уровень пола 1-го этажа; 6 — гидроизоляция

Пример 3. Для одноэтажных деревянных зданий и сооружений можно предложить упрощенный вариант устройства фундаментов.

Устроить песчаную подушку из средне- или крупнозернистого песка; в монолитном фундаменте сделать армированные пояса из арматуры 0 10АП (5 шт.); устроить горизонтальную гидроизоляцию на отм. -0,030 и выполнить отмостку шириной 700 мм.

Отмостка выполняется по периметру наружных стен и имеет состав:
• подстилающий слой— щебень толщиной 100 мм по уплотненному основанию;
• покрытие— бетон В 17,5 толщиной 100 мм, армированный сеткой. Через 3 м по длине необходимо устроить де формационные швы путем установки на ребро доски толщиной 20—25 мм.
Вместо бетона в качестве покрытия можно уложить асфальтобетон толщиной 70 мм.

Источник: Баринов В. В. Коттеджи. Бани. Гаражи: Строительство от А до Я: Практическое руководство.— М.: РИПОЛ классик, 2004

Читайте также: