Почему промерзает фундамент дома

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.

Читать еще:  Внутренняя отделка дома из пеноблоков своими руками

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.

Как защитить фундамент коттеджа от промерзания грунта?

— оцените наш совет

Одна из наиболее серьезных проблем, которые существуют в современном строительстве, — это промерзание грунта. Особенно, она актуально для частного сектора.

Дело в том, что большая часть России находится в таких географических широтах, где грунт зимой промерзает на значительную глубину. В результате, грунтовые воды и влага, которые находится в почве, превращаются в лед и, таким образом, увеличиваются в объеме – до 10-15%. Происходит, так называемое, пучение грунтов – слои почвы поднимаются и расширяются. Его сила может достигать 15-20 тонн на 1 квадратный метр.

Фундаменту в таких условиях приходится крайне нелегко: зимой грунт стремится сжать и «вытолкнуть» его из себя, а весной, когда лед в почве тает, наоборот, – затянуть вниз. При этом в разных частях фундамента грунт действует с разной силой – т.е. неравномерно. Это приводит к тому, что фундамент деформируется и трескается, а в самых тяжелых случаях – разрушается.

Как действуют силы морозного пучения?

Силы морозного пучения условно разделяют на 2 вида: вертикальные (или нормальные) и касательные.

При вертикальных силах грунт упирается в подошву фундамента и «выталкивает» его из земли. В случае горизонтальных сил – грунт примерзает к боковым поверхностям фундамента и, при расширении, тянет его за собой вверх, а также сжимает его. Т.к. силы морозного пучения действуют на боковые стены фундамента неравномерно, то зачастую они могут не только «вытолкнуть» его на поверхность, но и «оторвать» верхнюю часть от нижней. Особенно это опасно при устройстве фундамента из кирпича, камня или мелких блоков под легкими зданиями – такими, как частные дома.

Читать еще:  Клей для газосиликатных блоков какой выбрать

Отметим, что в Московской области около 80% всех грунтов подвержены пучению, а глубина их промерзания может достигать 1,4 метра. Именно поэтому защита фундамента является не прихотью, а насущной необходимостью.

Как защитить фундамент от разрушения и деформации?

Итак, для того чтобы защитить фундамент загородного дома, нужно нейтрализовать оба типа сил морозного пучения — как вертикальные, так и касательные.

От вертикальных сил спасает устройство фундамента ниже глубины промерзания, на которую влияют климат, высота снежного покрова, вид грунта и т.д. Если идет речь о мелкозаглубленном фундаменте, то здесь необходима подсыпка толщиной 100-200 мм под подошву фундамента из непучинистого грунта – песка, гравия, щебня. Такое основание позволяет надежно нейтрализовать вертикальные силы морозного пучения.

В случае с касательными силами, нужно организовать более серьезную защиту фундамента. Вот несколько основных решений, которые дают надежный и долгосрочный результат:

  • Правильная форма фундамента – с уширенным основанием в виде опорной площадки-анкера и сужением к верху. Она значительно ослабляет влияние касательных сил и не позволяет им «выталкивать» фундамент.
  • Армирование. Если фундамент собирается из отдельных блоков или возводится из монолитно бетона (более надежный вариант), то необходимо использовать железобетон. Арматурный каркас такого фундамента жестко связывает его верхнюю и нижнюю часть, что предохраняет его от «разрыва».
  • Устройство скользящего слоя на боковых стенах фундамента. Как правило, из отработанного машинного масла или полиэтиленовой пленки. Он уменьшает силы сцепления мерзлого грунта с фундаментом.
  • Обратная засыпка. Слой грунта, который соприкасается с боковыми стенами фундамента, рекомендуется заменить на непучинистый (песок, гравий, щебень). Сделать это нужно по всему периметру здания.
  • Устройство дренажной системы, которая отводит влагу из грунта и, таким образом, уменьшает степень его пучения.

Кроме того, существует и ряд решений для защиты самого грунта от промерзания. Первое – теплоизоляция. По всему периметру дома на глубине 0,5-0,6 метра укладывается утеплитель (например, экструдированный пенополистирол, пенопласт, керамзит) шириной не менее 1,2 метра. И, второе – задернение участка и высадка кустарников, что способствует аккумулированию снега и препятствует глубокому промерзанию грунта.

Если вы последуете всем нашим советам, то сможете надежно защитить фундамент вашего дома от таких неприятных последствий пучения, как – трещины на фасаде и цоколе, перекошенные дверные коробки и щели в оконных рамах.

Ремонт отделка офисов, квартир, коттеджей, новостроек, салонов красоты, магазинов, ремонт офисных нежилых помещений, строительные, ремонтные, отделочные работы

РЕМОНТ офисов, квартир, коттеджей
ОТДЕЛКА салонов красоты, магазинов, ресторанов


Время работы:
Пн – Пт: 10 — 19

ФУНДАМЕНТ – это архитектурно-строительная конструкция, которая играет очень важную роль при строительстве дома. От его устойчивости и прочности зависят долголетие всего здания, а также гарантия от всевозможных тяжелых и дорогостоящих ремонтов цокольной части стен, отмостки и самого фундамента. Из-за слабого, некачественно сделанного фундамента даже самая эффектная, красивая архитектура может оказаться в плачевном состоянии и потеряет свой вид. В результате неправильного возведения фундамента происходит разрушение дома, которое начинается снизу от грунта и сверху от кровли. Многие случаи из практики строительства и эксплуатации загородных малоэтажных зданий указывают на существенные проблемы, возникающие после определенного периода эксплуатации дома. К ним относятся: потеря домом тепла, появление плесени, сырости и трещин. Все эти проблемы являются результатом многих причин, в том числе и неправильно выбранного месторасположения данного дома на участке.

Избыточная теплопотеря приводит к большим расходам на топливо и на ремонт не только ограждающих конструкций стен, кровли, перекрытий, заделки трещин, швов и стыков, но и на необходимый ремонт самого фундамента. Если потеря тепла связана с разрушением гидро и теплоизоляции, то дополнительные усилия на их восстановление могут быть незначительными, но когда проблема касается самого основания, фундамента, то затраты на его ремонт могут быть очень существенны.

Вывод: прежде чем приступать к возведению личного дома своими силами, необходимо ознакомиться со всеми строительными процессами в последовательном цикличном порядке. Как правило, начинают строительство снизу вверх. При этом следует знать и помнить многие тонкости строительного дела и мастерства, а главное – заранее определиться в организации строительного плана на своем участке. То есть провести весь соответствующий комплекс подготовительных работ, заготовить и разместить на участке строительные материалы, конструкции и детали в том порядке, в каком они должны вами использоваться согласно имеющемуся проекту дома.

Трудности и сложности, возникающие при строительстве дома, нередко связаны с физическими явлениями окружающей среды и природно-климатическими условиями, такими как: температура и влажность воздуха, осадки (снег, дождь), ветер и его основное направление (так называемая «роза ветров»), его сила и напор, давление на стены и кровлю. Учет этих факторов при проектировании и строительстве направлен на обеспечение оптимального микроклимата внутри дома, при котором организм человека не испытывает физического и психологического дискомфорта.

Инсоляция – облучение поверхностей стен и кровли дома прямыми лучами солнца, оказывает значительное влияние на архитектурно-планировочное решение дома. Инсоляция оказывает световое, тепловое и биофизическое воздействие на человека. Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду двойственно… С одной стороны, инсоляция благоприятна, без нее не обойтись; с другой стороны, чрезмерная солнечная активность (радиация) вызывает световой дискомфорт, перегрев и ультрафиолетовую пере облученность, диктующие применение солнцезащитных устройств. Эти свойства инсоляции очень хорошо используют архитекторы в процессе проектирования того или иного дома, особенно загородного. Они проектируют на фасадах (с южной стороны) разнообразные по форме конструкции: специальные солнцезащитные устройства в виде козырьков разнообразной формы, навесов, крытых террас, лоджий, балконов, декоративных экранов-отражателей (вертикальных и горизонтальных), опускающихся и поднимающихся маркизов и т. п. Применяемые конструкции не только закрывают стены дома от прямых солнечных лучей, благодаря чему часть сооружения находится в тени, но эти плоскости еще и украшают дом, делают его архитектурные мотивы более выразительными и живописными. Если дом строится на юге, где много солнца, то его архитектура может быть очень разнообразна и эффектна. Но необходимо помнить, что при проектировании и сооружении дома надо соблюдать условия разумной достаточности. Ведь излишняя затененность большими карманами, нишами, а также избыточное озеленение ведут к быстрому образованию сырости, плесени, мелким трещинам на внешних плоскостях дома, и в результате происходит разрушение основания сооружения, его фундамента.

Многие строительные материалы имеют пористую структуру и, следовательно, могут пропускать сырость и влагу, которые по скрытым от глаз капиллярным сосудам поднимаются вверх и опускаются вниз, что, безусловно, влияет на состояние фундамента. Основание дома может разрушаться и в том случае, если грунт сильно переувлажнен, в частности от воздействия грунтовой влаги. Если фундамент дома был сделан тяжелым, то последуют его просадки, разрушение гидроизоляции, отмостки и т. д. Как правило, фундамент начинает разрушаться с той стороны, где грунт основания переувлажненный, где преобладает затененность и нет проветривания.

Важно помнить, что очень часто, в практике бывают ситуации, когда торопливость в быстром завершении строительства дома, нехватка и замена одного строительного материала другим, различные просчеты и ошибки при возведении постройки приводят к тому, что жилой дом к началу эксплуатации начинает разрушаться. В результате вся нагрузка падает на основание дома, его фундамент. Поэтому тщательно подготовленное основание и грамотно выполненный фундамент обеспечат надежность эксплуатации любого дома – как одноэтажного садового, так и многоэтажного современного особняка.

Регионы страны отличаются по своим природно-климатическим условиям, поэтому в зависимости от этого в период зимних холодов грунты могут промерзать на различную глубину, что приводит к их вспучиванию. Особенно подвержены таким изменениям глинистые грунты, лёсс, супеси и пылеватые пески. Грунты под весом возведенного дома проседают, в результате чего цельность строительных конструкций нарушается. Чтобы не допустить подобного, еще на стадии закладывания фундамента нужно принять особые меры, а именно:

  1. укрепить грунт, уложив песчаный слой или введя цемент либо битум;
  2. провести дренажные работы;
  3. обеспечить защиту от неравномерного увлажнения грунта в котловане или траншее;
  4. сократить сроки возведения фундамента из водостойких материалов, при этом пространство между фундаментов и стенками котлована или траншеи необходимо засыпать грунтом в максимально короткие сроки.

Для нечерноземной полосы России характерны пучинистые грунты, к которым относятся глины, суглинки, супеси и мелкие пески. Непучинистые (средне- и крупнозернистые пески, гравелистые пески, крунообломочные и скалистые породы) встречаются гораздо реже.

Рассчитывая, конструируя и закладывая фундамент, необходимо помнить, что силы пучения при пониженных температурах действуют снизу вверх по касательной на боковые стороны фундамента, составляет 6-10 тонн на 1 кв.м. и практически всегда превосходят вертикально направленные силы, возникающие под весом самой конструкции дома (это особенно характерно для легких зданий).

Чтобы не допустить морозного пучения или уменьшит его силу, при закладке фундамента следует:

  1. выполнить боковые поверхности фундамента с наклоном;
  2. обработать боковые поверхности фундамента составом, препятствующим их смерзанию с грунтом;
  3. применить вертикальное армирование для связывания верхней и нижней поверхности фундамента;
  4. утеплить отмостку, что сократит глубину промерзания грунта. Отмостка представляет собой полосу земли, которая покрыта изолирующим материалом. Основное назначение отмостки – препятствование проникновению влаги под фундамент;
  5. проложить дренаж для осушения грунта.

Глубина траншеи, которую необходимо отрыть для закладки фундамента, зависит от целого ряда обстоятельств:

  1. глубина промерзания грунта;
  2. структура грунта;
  3. наличие и уровень грунтовых вод;
  4. предполагаемая расчетная нагрузка;
  5. природно-климатические условия, определяющие глубину промерзания грунта.

Кроме качества грунта, необходимо знать глубину его промерзания. Глубина фундамента должна быть больше глубины промерзания грунта, которая для средней полосы составляет 80-100 см.

Глубина закладки фундамента зависит также от уровня грунтовых вод. При низком уровне грунтовых вод (больше глубины промерзания плюс 2 м) рекомендуется фундамент закладывать не менее полуметра. При более высоком уровне грунтовых вод (до 2 м глубины промерзания) рекомендуется фундамент закладывать на глубину промерзания и устанавливать его на подушку из песка и гравия.

Минимальное заглубление фундамента – 0,5 м для песчаных грунтов, для глинистых грунтов – 0,7 м.
Минимальная толщина – 50 см из бутового камня, из бутобетона – 35 см.

Таблица для определения глубины закладки фундамента при малоэтажном строительстве:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector