Здесь я изложу логику мероприятий при устройстве подземной части малоэтажных домов при борьбе с воздействием морозного пучения.
Про пучение в общих чертах известно многим - это процесс увеличения объема некоторых типов грунтов вследствие замерзания воды в них. Практически единственное направление, куда грунт может увеличиваться при пучении - это вверх, а вместе с грунтом поднимается и все, что находится на нем и в нем, в том числе и здания. Этот подъем, как правило, неравномерный, из-за чего здания и отдельные их элементы получают перекосы, изгибы и пр., ведущие к поломкам строительных конструкций.
Можно выделить 3 актуальных в малоэтажном строительстве принципа борьбы с этим неприятным явлением:
- исключение морозного пучения;
- исключение воздействия морозного пучения;
- приспособление к воздействию морозного пучения.
Под первый принцип попадают а) замена толщи пучинистого грунта на непучинистый, б) утепление основания.
Замена грунта - сомнительный с точки зрения рациональности способ. Надо куда-то деть вынутый грунт, и привезти новый. Новое основание требуется хорошо уплотнять, причем делать это постепенно, слой за слоем. Кроме того, непучинистые грунты имеют, как правило, большую глубину промерзания, чем пучинистые, а значит и копать котлован надо глубже. Проще уж второй принцип применить.
Утепление основания, как правило, осуществляется путем укладки утеплителя под отмостку. Есть еще вариант - засыпка пазух котлована пористым щебнем. Проблема этого способа в том, что он требует дополнительных мероприятий, а умеренная толщина и ширина утепления согласно теплотехническим расчетам получается только в сравнительно теплых регионах нашей страны. Где-нибудь на Урале требуется уже аж 200 мм толщины экструзионного ППСа на ширину 2 метра, про Сибирь и далее - подумать страшно.
Исключение воздействия пучения реализуется путем заглубления подошвы фундамента ниже расчетной глубины промерзания. Способ многих пугает объемом земляных работ, однако если понимать, что означает слово "расчетная", можно этот объем и сократить (об этом как-нибудь позже). Проблемой этого способа также является то, что силы морозного пучения делятся на т.н. «нормальные», т.е. действующие по нормали к подошве фундамента, и «касательные», за счет трения "цепляющие" здание за вертикальные поверхности подземной части и также тянущие здание вверх. Интенсивность касательных сил намного ниже, чем нормальных, но они могут действовать на большей площади, и в сильно и чрезмерно пучинистых грунтах их величина может легко перекрыть вес малоэтажного дома, даже каменного. В этом случае требуются еще мероприятия, снижающие трение между грунтом и боковой поверхностью фундамента, либо использование непучинистого грунта в обратной засыпке котлована.
Сваи тоже реализуют второй принцип, при этом сильно сокращается объем земляных работ, но здесь надо учитывать, что глубину заложения нижнего конца свай надо выбирать не просто ниже расчетной глубины промерзания, а так, чтобы заделка в непромерзающую часть могла удержать сваю от вырыва при воздействии касательных сил пучения. Либо, опять же, надо снижать трение по боковой поверхности сваи в пределах глубины промерзания, но это также снижает и несущую способность сваи на этом участке.
Приспособление к воздействию морозного пучения заключается в том, что подошва фундамента закладывается намного выше глубины промерзания, а под нею устраивается сравнительно тонкая дренирующая подушка. Тем самым почти или полностью исключаются касательные силы, правда, нормальные имеют максимальную интесивность. Но легким зданиям не требуется широкая подошва, значит и площадь воздействия нормальных сил сравнитело невелика. Борьба с ними заключается в том, что фундаменты и, если надо, надземные конструкции объединяются в единую жесткую систему, вместе с дренирующей подсыпкой перераспределяющие неравномерные деформации основания. То есть, деформации основания (подъем, в том числе неравномерный) допускаются, однако они должны быть меньше предельных, зависящих от конструктивных особенностей зданий.
Принципиально разные логика применения и лимитирующие факторы делают невозможным построение прямой зависимости между типом фундамента и его эффективностью, поэтому смело отписывайтесь от всех авторов, которые занимаются подобным прескриптивизмом.
Одновременно подписывайтесь на мой канал, ставьте лайки, пишите комментарии - это ускорит появление статей с подробностями реализации каждого упомянутого принципа, а также других полезных публикаций по строительству.