Монолитное основание ниже уровня промерзания грунта. Фундамент и глубина промерзания грунта

Правильно рассчитанный фундамент способен выдержать значительные нагрузки и сохранить целостность несущих стен и всего дома на долгосрочный период. Проектирование любого строения начинается с расчетов основания.

Влияющие факторы

На выбор конструкции фундамента влияет много факторов, основными из которых считаются показатели, связанные с грунтом на участке:

• Тип почвы.
• Высота подъема грунтовых вод.
• Глубина, на которую промерзает почва в зимний период.

Кроме этого, в расчет берутся такие показатели будущего дома, как этажность, выбранный материал возведения и конструктивные особенности (наличие подвала или без него).

Именно от этих факторов зависит расчетная глубина фундамента и объем земляных работ.

Глубина промерзания и необходимость ее учета

Уровень промерзания почвы является определяющим в расчете глубины заложения основы под здание. Выделяют два уровня промерзания:

• Хорошими условия для закладки фундамента считаются в случае, если грунтовые воды располагаются ниже уровня промерзания почвы.
• К сложным условиям для закладки и эксплуатации основы дома относится промерзание слоя грунта с грунтовыми водами. В этом случае почва в зимний период вспучивается, что приводит к возрастающим нагрузкам на основание строения.

Нормативные акты предписывают располагать фундамент ниже глубины промерзания грунта. Рассмотрим, почему.

Зимой к существующим вертикальным нагрузкам на основание (сила тяжести дома и сопротивление грунта) добавляются боковые, вызванные вспучиванием почвы. По мере промерзания грунта эти силы увеличиваются, оказывая колоссальное воздействие.

Если фундамент заложен недостаточно глубоко, то замерзшая земля начинает давить на подошву, «выталкивая» основание. Такие нагрузки могут достигать значения 10 тонн на квадратный метр площади. Помимо этого, такая сила неравномерна на разных участках, поэтому происходит небольшой перекос здания. Это наглядно видно, когда по стенам дома начинают появляться трещины, увеличивающиеся каждой весной, после оттаивания и проседания почвы под домом.

При правильном расчете и выборе глубины закладки основы строения (ниже уровня замерзания почвы), воздействующих сил становится меньше. Не возникает эффекта «выталкивания» дома из земли. Фундамент не перекашивается и прослужит продолжительное время без проседания и перекосов несущих стен.

Совет! Если грунтовые воды на вашем участке подходят слишком близко к поверхности и значительно усложняют возведение дома, попробуйте проложить несколько дренажных канав в ближайший овраг. Это осушит площадку под застройку и снизит пучинистость грунта.

Расчет промерзания грунта

Формула, по которой вручную рассчитывается этот параметр, выглядит так: h=vМ*k. По этой формуле требуется сумму среднемесячных температур умножить на специальный коэффициент, который применяется для каждого вида грунта:

• глинистый - 0,23;
• песчаный - 0,28;
• гравистый - 0,30;
• крупнообломочный -0,34.

Из полученного значения извлекают квадратный корень. Это долго и приходится обращаться к справочной литературе. Поэтому проще взять готовые усредненные значения промерзания грунта по регионам. Пример такой таблицы с некоторыми крупными городами приведен ниже.

Влияющие факторы

Отдельно отметим, что такие расчеты усреднены, и производятся без учета некоторых данных, влияющих на глубину промерзания. Приведем два фактора:

1. Заснеженность региона. Помимо естественного увлажнения, снежный покров считается отличным теплоизолятором для почвы. Из этого следует, что чем больше снега на участке, тем меньше промерзает земля.
2. Назначение здания. При строительстве жилого дома или отапливаемого здания, уровень промерзания уменьшается. Если сооружение в зимний период не отапливается, то земля промерзает больше среднего значения.

Берите эти факторы во внимание при планировании и разработке фундамента, поскольку различие с табличными данными составляют до 30%, что имеет значение при расчетах.

На стадии проектирования фундамента под парную самый сложный момент – это правильный расчет и закладка фундамента. Но, если с его типом и конструкцией еще кое-как разобраться можно и самостоятельно, исходя из возможностей бюджета и популярности того или иного вида в определенной местности, то какова правильная глубина заложения фундамента – тот еще вопрос.

Зачем фундаменты вообще закапывают в землю? Да потому, что на основание любого дома всегда действуют сразу несколько сил: сила тяжести самого строения, невидимые для глаза движения грунтов, оползни и атмосферные осадки. Вот почему так важно поставить баню на действительно прочное и твердое основание, передав ему, таким образом, все расчетные нагрузки. А как правильно рассчитать эту глубину, расскажет статья.

Глубина фундамента: развеиваем мифы

Да, самым простым решением кажется – закопать ту же баню поглубже, и прослужит она все сто лет. На самом деле это не так, и мифов среди строителей на счет того, какой должен быть глубины фундамент, сегодня немало.

Чем глубже, тем лучше?

Даже среди достаточно опытных архитекторов распространен миф, чем глубже фундамент – тем он прочнее. Конечно, понять стремление заказчика сэкономить средства можно, как и прораба, который пытается донести тому, что с фундаментом «на авось» - не пройдет. Но зарыть глубже – не значит, что получится прочнее.

Так, глубина заложения нулевого уровня определяется многими параметрами – и лучше этот вопрос доверить специалистам. Делаются инженерно-геологические изыскания, исследуется тип грунта, измеряется уровень грунтовых вод и их промерзания. Многое решает и конструктивная особенность здания: количество этажей, надстройки, материал стен – и баня в этом параметре как раз менее требовательна к мощности основания, чем жилой дом. Более подробно об определении глубины заложения фундамента можно прочитать в небольшой интересной книге В.С.Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь».

Всегда ли на самом деле «спасает» глубина?

Но далеко не всегда нужно стремиться сделать фундамент поглубже, если почва беспокойна – на самом деле есть свои методы, как уплотнить и сделать более твердым любой грунт. А потому если баня будет строиться совсем не массивная, нет смысла, как любят выражаться строители, «закапывать деньги в землю».

Итак, сперва следует хорошо изучить проблему. К примеру, если воду часто видно на поверхности или близко от нее, спасет грамотный дренаж вокруг фундамента. Ведь усиливать фундамент в этом случае увеличением опоры бессмысленно – нулевой уровень и дальше будет «гулять», а средств на такой метод уйдет немало. Здесь действительно не обойтись без глубины.

А вот если по периметру наблюдаются оползни, фундамент подмывается и даже где-то уже начинает провисать – укреплять нужно не его, а грунт. Так, для песчаного грунта хороша силикатизация – почву вокруг фундамента поливают смесью жидкого стекла с водой, один к одному, и полученный влажный песок хорошо утрамбовывают. Или применяют химические реагенты: бурятся скважины небольшого диаметра, и в них закачивают специальные смоляные составы. Долговечно и недорого, и для слабых грунтов – то, что надо.

Определяем глубину по формуле

Вот стандартная формула, по которой можно произвести расчет глубины заложения фундамента:

Hp = mtmHн, где:

• Hн - глубина промерзания грунта,
• mt – 0,7-1, коэффициент влияния тепла здания на промерзание грунта у наружных стен,
• m – 1,1, коэффициент условий работы.

Тип грунта, температура и другие параметры

Итак, как правильно вычислить глубину, на которую следует закладывать баню?

Средняя температура региона

Многие сегодня, конечно, полагаются на среднестатистические расчеты и заливают фундаменты на 90 см глубиной, но опытные строители всегда подстраховываются на случай холодной зимы и достигают отметки 1,10 м и не меньше! Тем более что морозы в России – уж точно, что не редкость. Почему и еще с советских времен всего фундамент закладывают на глубину 110 см – так даже в морозные зимы пучение почвы не может ничего нарушить.

Отапливаем ли подвал?

Неотапливаемые конструкции закладываются на 10% глубже уровня глубины промерзания грунта, а отапливаемые – на 20-30% выше. Еще один момент: под внутренними стенами бани фундамент можно углублять меньше – разрешено строительными нормами. Но не меньше 40 см – это важно!

Глубина промерзания грунта

Итак, во всех местностях – свои особенности грунта, его плотности и водонасыщенности. Поинтересуйтесь такими характеристиками у владельцев соседних построек. Но обратите внимание: если неподалеку есть водоем, то зимнее вздутие почвы может оказаться куда большим, чем ожидалось. Как узнать нормативную глубину промерзания грунта в вашей местности? Воспользуйтесь вот этой картой:

Свойства почвы

Что такое сезонное пучение грунта? Это вода под землей, которая в зимнее время замерзает, увеличивается в объеме (вспоминаем школьную физику) и выталкивает то, что в этом грунте находится. Весной она тает и снова опускает грунт.

Например, согласно официальной информации, на территории Московской области 80% грунтов – пучинистые. Это глины, суглинки и супеси, и все это немало пучит по сезонам. На торфяной почве и вовсе говорить о глубине не приходится: единственно возможный здесь фундамент – это плавающая плита.

Не меньшее значение для определения необходимой глубины заложения ленточного и любого другого фундамента играет водонасыщенность: если это глина и она пучиниста, то заглубление фундамента придется делать значительным. В крайнем случае лучше тогда использовать плиту – для небольшой баньки то, что надо.

А вообще идеальное условие для любого фундамента – это когда грунтовые воды находятся выше глубины промерзания грунта. Ведь при их пересечении подземные воды замерзают и «вздувают» грунт, причем неравномерно, что и приводит к перекосу фундамента. А это трещины и еще что похуже. Потому что сила сезонного вспучивания грунта – 10-15 т/м2, нехило, правда?

Мелкозаглубленные фундаменты – выгода или грамотный расчет?

И, наконец, определяясь с глубиной заложения фундамента, нужно обращать ориентироваться не сколько на тип грунта, сколько на массив стен и их материал. Так, профилированный брус и бревна, из которых русская баня строится чаще всего, это – гибкий и эластичный материал. Ведь дерево – структура волокнистая, а потом прекрасно работает на деформацию, и вполне легко переживает любые движения фундамента. Вот почему строить парную из сруба рекомендуется на ленточном мелкозаглубленном фундаменте глубиной всего в 50 см – этого достаточно. Такое же основание может иметь и каркасная баня – ведь все ее элементы связаны уголками, а потому тоже можно не беспокоиться о трещинах и деформациях.

Конечно, малозаглубленные фундаменты чаще всего возводятся с целью сэкономить средства на строительство бани: земляных работ мало, а используемый крупнозернистый песок заменяет грунт и помогает уменьшить степень деформаций. Такие фундаменты могут незаметно для глазу перемещаться, но массивные здания от этого способны полностью разрушиться. Ведь такой материал стен, как кирпич и камень, колебаний и растяжений не перенесут. И камень, и кирпич – хрупкие, а потому, не зависимо от веса такой бани, фундамент для нее необходим, как говорится, незыблемый – такой, какой бы не накренился ни на миллиметр. Иначе стены в первый же год «порадуют» отнюдь не маленькими, быстро разрастающимися трещинами.

И даже после такой информации затрудняетесь правильно вычислить, на какую же глубину нужно копать фундамент для своей бани? Добро пожаловать в раздел « »!

В индивидуальном строительстве используется заложенный на глубину промерзания грунта ленточный, плитный либо столбчатый фундамент. Сваи погружают до пластов с несущей способностью, которые могут залегать на любом уровне. Подошва фундамента, расположенная ниже отметки промерзания, не испытывает нагрузок от сил пучения. Однако эти силы все равно воздействуют на боковые стенки ленточных фундаментов, свай, столбов, стремясь выдернуть их из земли на поверхность.

Почему грунты вспучиваются?

В большинстве своем почвы , на которых происходит строительство фундаментов, содержат частички глины. Этот материал не пропускает влагу, однако насыщается ею во время дождей либо грунтовыми водами. При замерзании капли внутри глины увеличиваются в объеме в несколько раз, объем грунта увеличивается на 10 – 12%.

Например, в регионах, имеющих глубину промерзания 1,5 м, земля способна подняться на участке на 12 – 17 см, выталкивая размещенные в ней конструкции из бетона. Основная проблема морозного вспучивания выглядит следующим образом:

• содержание глины в разных пластах неодинаково
• одни из них содержат больше влаги, чем другие
• грунт вспучивается неравномерно, перекашивая отдельные участки фундамента

Легкие постройки не могут уравновесить эти подземные силы, достигающие порой 5 т/м 2 . Увеличивая глубину залегания подошвы ленточного фундамента, застройщик полностью решает проблему вспучивания под подошвой. Однако увеличивается площадь боковых поверхностей, на которую действуют касательные нагрузки. Даже если они не смогут выдернуть столб, ленту из почвы полностью, в момент подъема подошвы фундамента на 10 – 15 см в эти пустоты насыпается грунт из прилежащих пластов.

При оттаивании ж/б конструкция не может вернуться в исходное положение, в следующую зиму весь цикл повторяется в том же порядке. Таким образом, уже через несколько лет здание окончательно перекашивается, приходит в аварийное состояние, становится непригодным для эксплуатации.

Способы нейтрализации сил пучения

Для защиты от промерзания грунтов на глубину погружения фундамента наиболее эффективны следующие технологии:

На практике обычно используют несколько перечисленных способов в комплексе. Это позволяет свести вспучивание к минимуму, безопасному для эксплуатации фундамента в конкретных условиях.

Какие фундаменты заглубляются ниже отметки промерзания?

Глубоко заложенная лента обходится застройщику дорого, поэтому данный тип фундамента применяется в проектах с подземным этажом. Чаще всего ниже отметки промерзания располагают фундаменты:

• столбчатые – подошва в 90% случаев имеет уширение, часто не связанное с телом столба, поэтому силы пучения необходимо компенсировать этим методом
• ленточные – для коттеджей с цокольным эксплуатируемым этажом
• свайные – эти конструкции по умолчанию закладываются на большие глубины, так как в верхнем уроне пласт с несущей способностью встречается крайне редко

Плитное основание считается самым дорогим фундаментом. При заглублении его ниже отметки промерзания бюджет возрастает многократно.

Это основание применяется в силу традиций, так как обладает неоправданно высоким бюджетом строительства. Фундаментная лента, заглубленная ниже отметки промерзания, повышает цену м 2 жилища вдвое:

Однако погруженная на глубину ниже отметки промерзания лента остается практически единственным способом получить теплое подполье или полноценный подземный уровень. Это актуально для небольших участков, где горизонтальная застройка нежелательна. Этажность для индивидуальной застройки регламентируется тремя этажами, поэтому цокольный этаж значительно повышает комфортность проживания.

Защита от сил пучения для заглубленной ленты стандартная:

• утепление наружных стенок
• обратная засыпка песком, ПГС
• теплоизоляция отмостки
• дренаж по периметру подошвы

Утеплитель защищает гидроизоляционный материал, сжимается, принимая часть сил пучения на себя. Второй способ полностью избавляет от присутствия глинистой породы возле стенок ленты. Теплая отмостка не дает промерзнуть почве, дренажем отводится влага.

Для малозаглубленной ленты применяют практически все перечисленные методы борьбы с силами пучения. Однако эти основания коттеджей не могут на 100% заменить заглубленную ленту по комфортности эксплуатации, хотя и выдерживают серьезные нагрузки.

Легкие постройки на МЗЛФ практикуют преимущественно на песках, супесях. Несмотря на комплексную защиту от вспучивания, вероятность подъема почвы все же сохраняется. Легкие стены не смогут достаточно нагрузить фундамент, чтобы компенсировать усилия пучения. В этом случае рекомендуются пенобетонные, газобетонные блоки либо кирпичная кладка.

На ровных участках с нормальными геологическими условиями экономичным решением для легких построек является столбчатый фундамент. Максимальный ресурс конструкции обеспечивают столбы, подошва которых расположена ниже отместки промерзания в регионе. На мелкозаглубленных столбах могут покоиться исключительно надворные постройки, МАФ.

Наиболее популярен монолитный или стаканный столбчатый фундамент, которые в любом случае необходимо гидроизолировать, отсыпать по бокам инертным материалом во избежание сил пучения. Как у индивидуальных застройщиков, так и в околостроительной литературе к столбчатым основаниям часто относят висячие буронабивные сваи в оболочках, подошва которых опущена ниже отметки промерзания .

В отличие от сваи, столб сооружается в откопанном шурфе, а не в пробуренном в земле отверстии. Технология имеет вид:

• разметка – по обноскам, вынесенным за углы здания, натягиваются шнуры по осям столбов
• разработка грунта – выкапывается шурф под каждый столб с учетом обеспечения доступа рабочих к бетонным работам
• подготовка – 20 см слой песка, 20 см слой щебня с уплотнением виброплитой каждых 10 см нерудных материалов, заливка подбетонки (5 – 10 см), гидроизоляция подошвы гидростеклоизолом (2 слоя)
• уширение – плита 10 – 20 см с горизонтальной арматурной сеткой (стержни 12 мм периодического сечения) с выпуском вертикального армокаркаса на всю высоту столба
• опалубка – щиты, асбоцементная, полиэтиленовая труба большого диаметра
• бетонирование – укладка смеси, уплотнение наконечником глубинного вибратора
• гидроизоляция – после распалубки на 4 – 15 день после набора прочности бетоном 70%
• обратная засыпка – пазухи шурфа заполняются ПГС или песком с послойным уплотнением материала

Таким образом, залегание подошвы столба ниже отметки промерзания гарантирует отсутствие сил пучения снизу. Обратная засыпка минимизирует выдергивающие нагрузки столба касательными усилиями.

Ввиду максимального бюджета строительства плавающей плиты, эти конструкции редко заглубляются ниже отметки промерзания. Однако погруженный на эту глубину плитный фундамент является самым долговечным из всех существующих, позволяет изготовить полноценный подвальный этаж. Конструкция имеет вид:

Сборные нагрузки от здания передаются на стены подвала, равномерно распределяются плитой по фундаментной подушке из инертных материалов (щебень, песок). Запас прочности плит глубокого заложения многократно превосходит необходимое значение, позволяя строить 3-х этажные кирпичные особняки с тяжелыми кровлями, облицовками стен, фасадов.

Существуют кессонные плиты, заливаемые по мету в опалубку сложной конфигурации:

Это самый экономичный вариант получить классический плитный фундамент с винным погребком или подземным сооружением для хранения овощей, размещения коммуникаций. Глубина подошвы погреба гарантированно находится ниже отметки промерзания. Это позволяет сохранить геотермальное тепло недр, не позволяющее пучнистым грунтам промерзнуть. Гидроизоляция конструкций обязательна, поскольку, даже при низком УГВ грунтовые воды могут иметь сезонные перепады уровня.

Свайный фундамент

В отличие от всех существующих фундаментов, для свай отметка промерзания не имеет особого значения. Минимально допустимая глубина погружения винтовых, буронабивных конструкций для жилища составляет 3 м, что гораздо больше отметки промерзания в большинстве регионов.

Площадь боковых поверхностей свай (диаметр 15 – 60 см) незначительна, выдергивающие усилия пучнистых грунтов в данном случае минимальны. Однако несущая способность свайных фундаментов на 70% зависит от расчетного сопротивления грунтов под пятой. Поэтому производятся геологические изыскания в пятне застройки либо пробное вкручивание.

В последнем случае глубина залегания несущего пласта (расчетное сопротивление 4 – 6 кг/см 2) определяется по резкому увеличению усилия затяжки. После чего, все сваи погружаются на этот уровень, опираясь на несущий пласт.

Таким образом, из всех существующих фундаментов ниже отметки промерзания не заглубляются:

• плавающая плита – за счет максимальной опорной поверхности, двухслойного армирования успешно противостоит подвижкам грунта, утеплением подошвы (вариант шведской плиты УШП) полностью ликвидируются силы пучения, земля не может промерзнуть
• мелкозаглубленная лента МЗЛФ – грунт под подошвой заменяют инертным материалом, утепляют отмостку, укладывают кольцевой дренаж
• малозаглубленные столбы – применяются исключительно для надворных построек, часто требуют ремонта на пучнистых грунтах

Все остальные фундаменты погружают ниже отметки промерзания в регионе, обеспечивая максимальную несущую способность, ресурс конструкции.

Заглубление подошвы фундамента ниже отметки промерзания позволяет стабилизировать геометрию пространственной конструкции, повысить долговечность. Однако этот способ для индивидуального строителя обходится дороже мелкозаглубленной ленты МЗЛФ, винтовых, буронабивных свай. Поэтому применяется исключительно при наличии в проекте подвального этажа.

7.2. В целях обеспечения сохранности отмосток и их теплоизоляционного эффекта рекомендуется вместо отмосток на теплоизоляционных подушках применять для отмосток керамзитобетон с объемным весом в сухом состоянии от 800 до 1000 кгс/м 3 при расчетной величине коэффициента теплопроводности соответственно в сухом состоянии 0,2-0,17 и в водонасыщенном 0,3-0,25 ккал/м·ч·°С.

Укладку отмостки из керамзитобетона следует производить только после тщательного уплотнения и планировки грунта возле фундаментов у наружных стен.

Керамзитобетонную отмостку желательно укладывать на поверхность грунта с расчетом меньшего ее водонасыщения. Не следует укладывать керамзитобетон в открытое в грунте корыто на толщину отмостки. Если же по конструктивным особенностям этого избежать нельзя, то необходимо предусмотреть дренажные воронки для отвода воды из-под керамзитобетонной отмостки.

Конструкция керамзитобетонной отмостки принимается простейшей формы в виде ленты, размеры которой назначаются в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта по табл. 5.

Таблица 5

По данным экспериментальной проверки теплоизоляционного эффекта отмостки на керамзитовой подушке толщиной 0,2 м и шириной 1,5 м глубина промерзания грунта у ограждения зимних теплиц уменьшалась в 3 раза и коэффициент теплового влияния отапливаемой теплицы с отмосткой на керамзитовой подушке m t получен в среднем 0,269.

В такой же экспериментальной проверке на строительных объектах нуждаются предлагаемые размеры керамзитобетонных отмосток и конструкций незаглубляемых и малозаглубляемых железобетонных фундаментов на керамзите для временных зданий и сооружений строительных баз теплоэлектростанций.

8. Указания к производству строительных работ по нулевому циклу

8.1. К производству работ нулевого цикла предъявляются следующие требования: избегать избыточного водонасыщения пучинистых грунтов в основании фундаментов, предохранять их от промерзания в период строительства и своевременно оканчивать земляные работы по засыпке пазух и планировке площадки вокруг строящегося здания.

В практике строительства иногда на пониженных площадках применяется подсыпка грунта при помощи рефулирования со дна водоема мелкозернистого или пылеватого песка. Поскольку гидромониторами песок вместе с водой выливается из труб на площадку (с которой вода скатывается, а грунт оседает), следует предусмотреть дренирование песчаного намытого слоя в целях его самоуплотнения и снижения водонасыщения.

Обычно намытые мелкие и пылеватые пески долгое время находятся в водонасыщеном состоянии, поэтому такие грунты при промерзании оказываются сильнопучинистыми и в то же время слабоуплотненными.

При использования рефулированных грунтов в качестве естественных оснований нельзя допускать промерзания грунтов под фундаментами и укладывать фундаменты на промороженный грунт даже для малоэтажных зданий.

Там, где здания уже построены или находятся в стадии строительства, не следует допускать намыв пучинистых грунтов ближе 3 м от фундаментов наружных стен.

Способ производства земляных работ с применением гидромеханизации безвредно можно применять в южных районах нашей страны, где нормативная глубина промерзания грунтов не более 70-80 см, а также при непучинистых грунтах по всей территории СССР. Но на площадках, сложенных пучинистыми грунтами, разработку грунтов при помощи гидромеханизации производить не следует, так как этот способ водонасыщает грунты, что нарушает требования п.п. 3.36-3.38, 3.40 и 3.41 главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений о предохранении грунтов от избыточного водонасыщения поверхностными водами. Категорического запрещения в применении разработки грунтов способом гидромеханизации в принципе нет, но при этом способе нужно предпринять необходимые гидромелиоративные мероприятия по осушению грунтов в основании фундаментов я дать надлежащие технико-экономические обоснования.

8.2. При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах необходимо стремиться при рытье котлованов землеройными механизмами к соблюдению требований действующих нормативно-технических документов на производство и приемку земляных работ. Следует отрывать траншеи для укладки ленточных сборных и монолитных фундаментов небольшой ширины с тем расчетом, чтобы ширину пазух можно было перекрыть отмасткой или гидроизоляционным экраном. После монтажа сборных фундаментов или укладки бетона в монолитный фундамент следует немедленно произвести обратную засыпку пазух с тщательным уплотнением грунта и обеспечением стока от скопления поверхностных вод вокруг здания, не дожидаясь окончательной планировки площадки и укладки отмосток.

8.3. Открытые котлованы и траншеи не следует оставлять на длительное время до установки в них фундаментов, так как большой разрыв во времени между открытием котлованов и укладкой в них фундаментов в большинстве случаев приводит к резкому ухудшению грунтов в основании фундаментов вследствие периодического или постоянного затопления дна котлована водой. На пучинистых грунтах к вскрытию котлована следует приступать только тогда, когда на строительную площадку завезены фундаментные блоки и все необходимые материалы и потребное оборудование.

Все работы по укладке фундаментов и засыпке пазух желательно выполнять в летний период, когда работы можно производить быстро и с высоким качеством при сравнительно невысокой стоимости земляных работ. Сезонность производства работ по нулевому циклу на пучинистых грунтах было бы полезно соблюдать.

При необходимости вскрытия котлованов и траншей на глубину больше 1 м в зимнее время, когда грунт находится в твердо-мерзлом состоянии, часто приходится прибегать к искусственному оттаиванию грунта различными способами, что ускоряет выполнение земляные работ и не ухудшает строительные свойства грунтов в основании фундаментов. Не следует применять оттаивание пучинистых грунтов путем пуска водяного пара в пробуренные скважины, так как при этом резко повышается влажность грунта за счет конденсата водяного пара.

8.4. Засыпку пазух надлежит выполнять после окончания бетонирования монолитных фундаментов и после укладки цокольного перекрытия при сборно-блочных фундаментах. Следует иметь в виду, что засыпка пазух возле фундаментов бульдозером не обеспечивает надлежащего уплотнения грунта и вследствие этого происходит аккумуляция большого количества поверхностных вод, которые неравномерно водонасыщают грунты возле фундаментов и при замерзании создают благоприятные условия для деформации фундаментов и надфундаментного строения касательными силами морозного выпучивания. Еще хуже бывает, когда засыпка пазух выполняется в зимнее время мерзлым грунтом и без уплотнения. Уложенная отместка возле фундаментов обычно проваливается после оттаивания и самоуплотнения грунта в пазухах.

Пазухи надлежит засыпать тем же талым грунтом с тщательным послойным уплотнением.

Применение механизмов для уплотнения грунта при засыпке пазух затрудняется из-за наличия цокольных стенок, создающих стесненные условия для работы механизмов.

8.5. Согласно требованию главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений надлежит применять мероприятия по предотвращению промерзания пучинистого грунта ниже подошвы фундамента в период строительства.

В случае перезимования уложенных фундаментов и плит не следует забывать о предохранении грунтов от промерзания, особенно когда фундаменты будут нагружаться при кладке или монтаже стен здания до оттаивания грунтов ниже подошвы, фундаментов. В целях предохранения грунтов от замерзания в основании фундаментов применяют различные способы, начиная с засыпки грунтом и кончая покрытием фундаментов и плит теплоизоляционными материалами. Отложения снега являются также хорошим теплоизолирующим материалом и его можно использовать в качестве теплоизолятора.

Железобетонные плиты, толщиной более 0,3 м на сильнопучинистых грунтах должны быть укрыты при нормативной глубине промерзания более 1,5 м минеральными плитами в один слой, шлаковатными магами или керамзитом с объемным весом 500 кгс/м 3 и коэффициентом теплопроводности 0,18 слоем 15-20 см.

Если здание возведено, а грунты в основании фундаментов находятся в мерзлом состоянии, то необходимо позаботиться об обеспечении равномерного оттаивания грунтов под подошвой фундамента путем укладки теплоизоляционных покрытий с наружных сторон фундаментов и обогревом грунтов внутри здания, для чего можно использовать электроэнергию или нагревание воздуха в подполье калориферами и временными отопительными печами.

Стены зимней кладки для равномерного оттаивания с южной стороны приходится завешивать рогожами, щитами, толем, фанерой или соломенными матами для защиты от обрушения при быстром и неравномерном оттаивании.

В качестве теплоизоляции на период оттаивания грунтов возле фундаментов снаружи здания на 1-1,5 месяца с южной стороны можно применить складирование бетонных блоков, кирпича, щебня, песка, керамзита и других материалов.

Из-за неравномерного оттаивания грунтов под наружными и внутренними поперечными несущими стенами происходит образование сквозных трещин под и над проемами на поперечной внутренней несущей стене. Эти трещины обычно расширяются и иногда вверху доходят до десятков сантиметров, при этом у наружных продольных стен наблюдается крен с отклонением верхней части в сторону от здания. При больших кренах приходится разбирать значительные участки наружных и внутренних стен.

Крен наружных стен часто образуется в процессе промерзания грунта в январе-марте, когда фундаменты наружных стен заложены на расчетную глубину промерзания грунта, а под внутренние несущие стены фундаменты заложены мелко (на половину или даже одну треть от нормативной глубины промерзания грунтов).

Под действием нормальных сил морозного пучения грунтов на подошву фундаментов внутренних несущих стен также появляются расширяющиеся кверху сквозные трещины, при этом верх наружных стен заметно отклоняется от вертикали. Крем наружных стен зависит от высоты поднятия внутренней каменной стены и ширины раскрытия одной или двух трещин на верху внутренней стены.

8.6. При первом обнаружении хотя бы мелких волосяных трещин на стенах каменных зданий необходимо установить причину их появления и принять меры по прекращению расширения этих трещин. Если трещины появились под действием нормальных сил морозного пучения, то нельзя допускать заделки этих трещин цементным раствором. Основным мероприятием в данном случае будет оттаивание грунта внутри здания под фундаментами внутренних несущих стен, что вызовет осадку фундамента и трещины закроются частично или полностью. От продолжения возведения стен или монтажа сборных домов при промороженном основании следует воздержаться до полного оттаивания грунтов под фундаментами и до стабилизации осадки фундаментов после оттаивания грунтов.

8.7. На строительных площадках во время производства работ грунты в основании локально водонасыщаются от утечки воды в грунт из неисправной водопроводной сети. Это приводит к тому, что на отдельных участках глинистые грунты из непучинистых и слабопучинистых превращаются в сильнопучинистые со всеми вытекающими последствиями.

Для предохранения грунтов, в основании фундаментов от локального водонасыщения в период строительства линии временного водоснабжения стройки следует укладывать по поверхности, с тем чтобы легче было обнаружить появление утечки воды и своевременно устранить повреждения в водопроводной сети.

Ленточный фундамент — железобетонная конструкция с прямоугольной формой поперечного сечения. Этот тип основания здания применяется для зданий из различных материалов с плотностью более 1000-1300 кг/м 3 . Его применение обуславливается тяжестью перекрытий, наличием подвала, и другими факторами.

На глубокопромерзающих и сильнопучинистых грунтах ленточный фундамент закладывать не рекомендуется.

Принято считать что фундаменты основного здания и примыкающей к нему пристройки закладываются на одинаковой глубине. Но если разница нагрузок строений на основания велика, глубина их закладки может быть разной. При этом по всей длине фундамента выполняются уступы с косыми углами, соединяющие разноуровневые части конструкции. Высота уступов должна быть от 300 до 600 мм, величина угла значения не имеет.

Вернуться к оглавлению

Факторы, влияющие на глубину закладки фундамента

Чем выше будет располагаться , тем меньше потребуется бетонной смеси для его заливки и, соответственно, финансовых затрат. Но иногда экономить на этом недопустимо. Глубина закладки основания строения зависит от трех основных факторов: глубины промерзания почвы, близости грунтовых вод и типа грунтов на участке строительства.

К другим факторам, определяющим степень заглубления фундамента, относятся планируемая долговечность здания (класс строения), чувствительность конструкций дома к неравномерным осадкам, рельеф участка. Определяющее значение имеют и другие характеристики объекта, относящиеся к конкретным условиям.

Часто верхние слои грунта обладают сильной сжимаемостью и способностью изменять свои свойства в зависимости от погодных условий. Фундамент на таких участках должен заглубляться на устойчивых несущих грунтах, на какой бы глубине они ни находились.

По влиянию на прочность основания грунты разделяются на несколько групп:

• скальные породы, крупнообломочные породы с песком, гравелистые пески большой и средней крупности;
• мелкие и пылеватые пески;
• супеси;
• суглинки, глины, крупнообломочные породы с глинистым заполнителем.

Существует мнение, что, заглубляя фундамент ниже промерзающего слоя, мы решаем все возможные проблемы с устойчивостью конструкции. Но этот метод не гарантирует защиту от воздействия морозного пучения грунта, тем более для легких строений. При исключении давления промерзающего слоя на подошву фундамента сохраняется его действие на стенки конструкции. Уменьшить это влияние можно следующими способами:

• создается скользящий слой на боковой поверхности основания из материала с малым коэффициентом трения (строительная пленка, обмазочная или наплавляемая гидроизоляция, рубероид);
• фундамент заливается в трапециевидной форме с сужением кверху;
• грунт около фундамента защищается с помощью экранов, сочетающихся с устройствами от переувлажнения (ливневая канализация, дренаж);
• пазухи фундамента засыпаются .

Первоочередной задачей при проектировании фундамента является определение глубины, на которой несущий слой вместе с подстилающими слоями обеспечил бы равномерную осадку строения, не превышающую предельно допустимую норму.

Вернуться к оглавлению

Определение величины заглубления фундамента

Для расчета глубины закладки основания здания потребуются несложные исследования грунта участка и вычисление значимых параметров.

С использованием нормативного показателя рассчитывается глубина промерзания почвы на участке с учетом режима отопления здания по формуле: Df=k×Dfn, где:

• Dfn — нормативная глубина промерзания;
• Df — расчетная глубина промерзания;
• Kn — коэффициент, учитывающий режим отопления здания (СНиП 2.02.01-83).

Тип грунта можно установить, размяв его в ладони и скатав в виде шнура. Затем попытайтесь придать образцу форму кольца и обратите внимание на его пластичность:

• если кольцо сохраняет целостность — почва глинистая;
• если распадается на фрагменты — это суглинок;
• кольцо, рассыпающееся при сворачивании — грунт состоит из супеси.

Если определение типа грунта вызывает затруднение, лучше обратиться к специалисту.

Затем необходимо определить, какова в месте, где будет заложен ленточный фундамент. Пробуривается скважина на глубину 2,5-3 м. В нее опускается пластиковая или металлическая труба, чтобы в скважину не осыпался грунт. Уровень воды измеряется в разное время года. Измерения проводятся, чтобы определить, поднимаются ли грунтовые воды выше 2 м до глубины промерзания почвы.

С использованием полученных данных (расчетная глубина промерзания, вид грунта, уровень грунтовых вод) и таблицы 2 СНиП 2.02.01-83 определяется требуемая .

Если уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания почвы более чем на 2 м, ленточный фундамент закладывается на глубину, зависящую от состава грунта:

• гравелистые, средние и крупные пески — 0,5 м;
• супеси и мелкие пески — не менее 0,5 м;
• глины, суглинки, крупнообломочные грунты — не менее 0,5 Df.

Когда грунтовые воды находятся ближе 2 м от глубины промерзания грунта (Df), фундамент закладывается на глубину не менее величины Df.

Вернуться к оглавлению

Способы уменьшения необходимой глубины фундамента

Чтобы снизить затраты на закладку фундамента на большую глубину, проводят мероприятия, уменьшающие воздействие пучинистого грунта на основание будущего строения.

Самым радикальным способом является замена пучинистого грунта на непучинистый. Для этого роют котлован, по размерам превышающий проектные параметры фундамента на глубину ниже уровня промерзания. Вместо выбранного грунта засыпают песок и трамбуют. Песок имеет хорошую несущую способность и не задерживает в структуре влагу. Этот метод наиболее надежен, но требует выполнения большого объема земляных работ.

Снижает глубину промерзания и переувлажнение грунта оборудование отмосток. Они представляют собой бетонные площадки с уклоном около 10°. Ширина площадок зависит от вида грунта и размера свеса кровли. На просадочных грунтах отмостку выполняют шириной около метра.

Для понижения уровня грунтовых вод под строительной площадкой устраивают кюветы с отводом воды по уклону рельефа. Такие сооружения эффективны для водоотвода при ливнях и таянии снега. Для участков, где уровень грунтовых вод постоянно повышен, сооружают основательные дренажные системы.

Существует еще один способ, уменьшающий глубину промерзания грунта. Он сравнительно дешевый и действенный. Заключается он в укладке под отмостку фундамента пенополистирольных плит. При использовании плит толщиной до 5 см промерзание грунта уменьшается до глубины в 30 см.

При возведении немассивного деревянного (каркасного, брусового) дома можно сэкономить на заглублении фундамента, установив его прямо в промерзающий слой на небольшую глубину. Но такое основание должно хорошо армироваться и закладываться выше уровня грунтовых вод. Объединенное по периметру строения в единую жесткую рамную конструкцию основание перераспределяет неравномерные нагрузки.

При вспучивании грунта на одном из участков под фундаментом конструкция не трескается, а приподымается, выдерживая вес строения. При этом сохраняется плоскость основания и деформаций в конструкциях дома не происходит. Для устройства фундамента обязательно делается подсыпка песком и гравием. Использование подсыпки позволяет сглаживать неравномерность пучения грунта, а железобетонная рама распределяет нагрузки по периметру, предотвращая перекос конструкций.