Морозное пучение — опаснейший фактор, способный привести к разрушительным последствиям для фундамента здания. Деформационные нагрузки, оказываемые на основание, происходят в результате сезонного промерзания дисперсного грунта — его вспучивание протекает в условиях отрицательных температур, и характеризуется возросшим присутствием льда в породе.
Замерзшая влага формируется в ледяные линзы, рост которых постепенно вытесняет почву наверх — в результате поверхность земли приподнимается в среднем на 50-100 мм. При этом, подъем пучинистой почвы неравномерен — один угол фундамента может подняться на 5 см, другой — на 8.
При оттаивании грунта его поверхность не примет исходную геометрию, из-за чего с каждым новым циклом замерзания/оттаивания фундамент будет претерпевать новые деформации. Такой процесс изнашивает основание постройки, сокращает ее долговечность и увеличивает эксплуатационные риски.
Как противостоять пучению грунта
Надежным методом противостояния данному явлению считаются технологии, предусматривающие расположение подошвы фундамента ниже границы промерзания грунта.
Глубина промерзания грунта — нормативная величина, определяемая в результате многолетних наблюдений в заданном региона. Она показывает уровень промерзания грунта в зимний период.
Логичный вопрос — может ли нормативная глубина промерзания оказаться выше, чем реальное значение по факту, сложившиеся в силу определенных условностей? Безусловно. Для того чтобы не ошибиться в данном вопросе, необходимо различать нормативную и расчетную глубину сезонного промерзания.
Для того чтобы определение показателей глубины промерзания грунта было надежным, нормативные показатели складываются с коэффициентами условий работы (теплового влияния) — эти показатели учитывают редкие случаи (которые, однако, имеют место быть), когда реальные показатели глубины промерзания оказываются лучше/хуже нормативных.
Как рассчитывают глубину промерзания пучинистого грунта?
Коэффициент теплового влияния зданий и сооружений может быть как больше, так и меньше единицы — показатель напрямую зависит от совокупности факторов, объединяемых термином тепловой режим здания (учитывается тип сооружения, среднесуточная температура в помещениях). Например, для отапливаемых зданий данный коэффициент будет колебаться от 0,4 (дом с подвалом) до 1, для неотапливаемых сооружений — 1,1. Иными словами — глубина промерзания грунта под зданием может оказаться как меньше, так и больше нормативной.
Расчеты глубины промерзания грунта встречаются в большом количестве нормативных документов. Основные действующие нормативы, описывающие способы определения данного показателя:
- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»;
- СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».
Чем опасны касательные силы морозного пучения
Второй фактор, который также упускается из внимания неопытными строителями — учет касательных сил морозного пучения. Мероприятия по определения «правильной» глубины заложения фундамента направлены на борьбу с воздействием так называемых нормальных сил морозного пучения — действующих по нормалям к поверхности фундаментного сооружения и передающихся на его подошву.
Касательными называют силы, действующие на боковые поверхности фундамента, установленного ниже глубины промерзания. Интенсивность их воздействия намного ниже, чем у нормальных, однако из-за большой площади воздействия при значительном заглублении фундамента, касательные силы могут стать существенной проблемой.
Чтобы избежать воздействие касательных сил пучения, применяются:
1. Засыпка котлована непучинистым грунтом;
2. Заглубление фундамента ниже глубины промерзания — с расчетом на то, чтобы трения по боковой поверхности хватило для компенсации воздействия касательных сил морозного пучения;
3. Использование покрытий, увеличивающих гидрофобные свойства поверхности — снижающие трение между грунтом и фундаментом в промерзающем слое породы (кремнийорганические жидкости).
👍 Подписывайтесь на наш канал, делитесь статьей, задавайте вопросы. Впереди еще много интересной и полезной информации!