Морозное пучение грунта - влияние на фундаменты малоэтажных зданий

Действие сил морозного пучения грунтов и выпучивания фундаментов ухудшает условия эксплуатации и укорачивает сроки службы зданий и сооружений, вызывает их повреждения и деформации конструктивных элементов, что приводит к большим ежегодным затратам на ремонт повреждений и наносит значительный ущерб.

Морозное пучение грунта - влияние на фундаменты малоэтажных зданий

Наиболее часто встречающиеся повреждения фундаментов и разрушения конструкций надфундаментного строения зданий и сооружений от морозного пучения обусловлены следующими факторами:

а) составом грунтов в зоне сезонного промерзания и оттаивания;

б) состоянием природной влажности грунтов и условиями их увлажнения;

в) глубиной и скоростью сезонного промерзания грунтов;

г) конструктивными особенностями фундаментов и надфундаментного строения;

д) степенью теплового влияния отапливаемых зданий на глубину сезонного промерзания грунтов;

е) эффективностью мероприятий, применяемых против воздействия сил морозного выпучивания фундаментов;

ж) способами и условиями производства строительных работ по нулевому циклу;

з) условиями эксплуатационного содержания зданий и сооружений.

Чаще всего эти факторы воздействуют на фундаменты суммарно при различном их сочетании, и бывает трудно установить действительную причину повреждений в зданиях.

Что такое пучинистый грунт?

Пучинистый грунт - дисперсный грунт, который при переходе из талого состояния в мерзлое увеличивается в объеме вследствие образования льда. Проще говоря, пучинистым можно называть грунт, обладающий способностью при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка. В результате этих объемных изменений происходят деформации и наносят повреждения основаниям, фундаментам и надфундаментному строению зданий и сооружений

Какие грунты можно отнести к пучинистым?

К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты (глина, суглинок, супесь), пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем.

Основанием для установления степени пучинистости грунтов должны служить материалы гидрогеологических и грунтовых изысканий (состав грунта, его природная влажность и уровень стояния грунтовых вод, которые могут охарактеризовать участок застройки на глубину не менее удвоенной нормативной глубины промерзания грунта, считая от планировочной отметки)

Чем характеризуются пучинистые грунты?

- абсолютной деформацией морозного пучения, представляющей размер подъема ненагруженной поверхности промерзающего грунта;

- относительной деформацией (интенсивностью) морозного пучения - отношением подъема грунта к толщине промерзающего слоя ;

- вертикальным давлением морозного пучения, действующим нормально (перпендикулярно) к подошве фундамента;

- горизонтальным давлением морозного пучения, действующим нормально к боковой поверхности фундамента;

- удельным значением касательной силы морозного пучения, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.

Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий.

Рекомендуемые противопучинные мероприятия

Противопучинные мероприятия могут применяться как для полного исключения деформаций от морозного выпучивания фундаментов, так и для частичного их снижения.

Инженерно-мелиоративные мероприятия в принципе являются коренными, поскольку они обеспечивают осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания грунтов и снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2 - 3 м ниже глубины сезонного промерзания. Это мероприятие возможно осуществить практически не для всех грунтовых и гидрогеологических условий, и тогда следует применять его только как уменьшающее деформацию грунта при промерзании в сочетании с другими мероприятиями.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены в основном на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа конструкций фундаментов, глубина их заложения в грунт, жесткости конструкций надфундаментного строения, величин нагрузки на фундаменты, заанкеривание фундаментов в грунтах, залегающих ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Тепловые и химические мероприятия являются коренными как по полному исключению деформаций от морозного пучения, так и по снижению сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Они включают в себя применение рекомендуемых теплоизоляционных покрытий на поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта с фундаментом и снижающих касательные силы сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов. При обогреве грунт не будет иметь отрицательную температуру, что исключает его промерзание и морозное пучение. При обработке грунта химическими реагентами, хотя грунт потом имеет отрицательную температуру, он не замерзает, поэтому также исключается промерзание и морозное пучение.

Факторы, влияющие на проектирование оснований и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах должно осуществляться с учетом:

а) степени морозной пучинистости грунтов;

б) рельефа местности, времени и количества выпадающих атмосферных осадков, гидрогеологического режима, условий увлажнения грунтов и глубины сезонного промерзания;

в) экспозиции строительной площадки по отношению к освещаемости солнцем;

г) назначения, сроков строительства и службы, значимости зданий и сооружений, технологических и эксплуатационных условий;

д) технической и экономической целесообразности назначаемых конструкций фундаментов, трудоемкости и продолжительности работ по нулевому циклу и экономии строительных материалов;

е) возможности изменения гидрогеологического режима грунтов, условий их увлажнения в период строительства и за весь срок эксплуатации здания или сооружения;

ж) имеющихся результатов специальных исследований по определению сил и деформаций морозного пучения грунтов (если таковые имеются).

Проектирование оснований и фундаментов на пучинистых грунтах

При выборе грунтов в качестве естественных оснований в пределах отведенной территории под застройку следует отдавать предпочтение непучинистым или практически непучинистым грунтам (скальные, полускальные, щебенистые, галечниковые, гравийные, дресвяные, пески гравелистые, пески крупные и средней крупности, а также пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины твердой консистенции при уровне стояния грунтовых вод ниже планировочной отметки на 4 - 5 м).

Под каменные здания и сооружения на сильно- и среднепучинистых грунтах целесообразнее проектировать столбчатые или свайные фундаменты, заанкеренные в грунте по расчету на силы выпучивания и на разрыв в наиболее опасном сечении, или же предусматривать замену пучинистых грунтов непучинистыми на часть или на всю глубину сезонного промерзания грунта. Возможно также применение подсыпок (подушек) из гравия, песка, горелых пород с терриконов и других дренирующих материалов под всем зданием или сооружением слоем на расчетную глубину промерзания грунта без удаления пучинистых грунтов или только под фундаментами при надлежащем технико-экономическом обосновании расчетом.

Все основные мероприятия, направленные против деформации конструктивных элементов зданий и сооружений при промерзании и пучении грунтов, следует предусматривать при проектировании оснований и фундаментов с включением всех затрат в сметную стоимость работ по нулевому циклу.

В тех случаях, когда мероприятия против морозного пучения проектом не предусмотрены, а гидрогеологические условия грунтов строительной площадки в период выполнения работ по нулевому циклу оказались не соответствующими результатам изысканий или же ухудшились по причине неблагоприятных погодных условий, представители авторского надзора должны составить соответствующий акт и возбудить вопрос перед проектной организацией о назначении дополнительно к проекту мероприятий против морозного пучения грунтов (как, например, осушение грунтов в основании, уплотнение с трамбовкой щебня и др.).

Расчет оснований на действие сил морозного выпучивания следует производить по устойчивости, так как деформации морозного пучения знакопеременные, повторяющиеся ежегодно. На пучинистых грунтах проектом следует предусматривать обратную засыпку пазух котлованов до наступления промерзания грунтов во избежание морозного выпучивания фундаментов.

Прочность, устойчивость и долголетняя эксплуатационная пригодность зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигаются применением в практике проектирования и строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Выбор противопучинных мероприятий должен базироваться на достоверных и весьма детальных данных о наличии подземных вод, их дебите, направлении и скорости движения их в грунте, рельефе кровли водоупорного слоя, возможностях изменения конструкций фундаментов, способах производства строительных работ, условиях эксплуатации и особенностях технологических процессов производства.


Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 

Все-таки ничто не сравнится с обоями по популярности в отделке жилых помещений.

 

Создание кухни в стиле поп-арт в большей степени требует фантазии, нежели капиталовложений. Кухонная утварь и без того часто бывает ярких, даже кричащих расцветок и причудливых форм, поэтому для завершения образа достаточно будет лишь нескольких штрихов.

 

Бежевый цвет является настоящей классикой для спокойного интерьера. Но некоторые люди считают его очень скучным.