ГрибРаковСервис предлагает профессиональное изготовление, рубку срубов бань и домов. Возведение сруба дома 6х6м от 4 до 7 дней.

Экосруб - срубы, бани, деревянное зодчество
Форма обратной связи
  Экосруб - традиции деревянного зодчества
03. 09. 2013
 

ВЛИЯНИЕ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ НА ФУНДАМЕНТ ЗДАНИЯ

Процесс пучение грунта

Процесс пучение грунта — это сложный процесс который очень важен в строительстве, в случае ошибки может привести к непредвиденным последствиям. Если не соблюдать правила это призводит к подниманию и опусканию сооружения вместе с фундаментами в зависимости от температуры грунта. Если пренебрегти этими процессами последствия для здания будут значительными, в плоть до аварийности здания.
Еще из школьной программы физики мы знаем, что вода в процессе замерзания увеличивается в объеме, процесс может привести к разрушению трубопровода или отдельного сосуда. В грунте присутствует влага, потому подобное явление происходит и в грунте, как правило результат такого процесса это поднятие грунта, более того, чем больше влаги в грунте, тем больше увеличивается его объем. Если пористость грунта велика, это явление по другому влияет на грунт, он расширяется в сторону пор и последствия менее заметны. Следовательно чем выше пористость грунта тем менее вероятно пучение грунта.

Промерзание грунта происходит не сразу, а постепенно и начинается этот процесс с верхних слоев,проникая в глубь. Грунт который замерз постепенно вытесняет воду в нижние шары. В пористых грунтах вода почти без сопротивления проходит через поры и по этому последствия не столь велики. Как известно глина меньше пропускает влагу, и вода не может пройти в низ, по этому возникает пучение.

При морозном пучении грунта сила давления в фундаменте бывает значительной по этому не учитывать это явление нельзя. Силы морозного пучения можно разделить на такие виды: касательные и вертикальные . При вертикальных силах грунт поднимает фундамент снизу, упираясь в его подошву или другие части
Поэтому нужно учитывать точку промерзания, большую ошибку делают те кто пытается удешевить строительство и отказываются от заглубления фундамента. При касательном пучении грунта, идет промерзание грунта к боковым стенкам фундамента и они поднимаются за счет силы бокового трения которые образовались при смерзании. Примерзнувший к стенкам грунт так же пытается поднять фундамент, расслаивая его на независимые части. Нужно заметить что эти силы бывают большие и достигают 5 — 7 т на метр квадратный боковой поверхности фундамента. Именно из-за пучения грунта используют облегченный вариант фундаментов на Западе, что для наших условий не совсем подходит. Нужно учитывать среднюю полосу России которая отличается от Италии или Германии, климат которых на много мягче, следовательно процесс морозного пучения не так опасен, как в Подмосковье, в этом районе грунт промерзает на глубину 1,4 метра.

Пучение грунта очень опасны процесс, но он еще опаснее если пучение происходит не равномерно. Спустя несколько зим фундамент может поднимается и опускаться по несколько раз, результатом этого является перекашивание грунта, что существенно влияет на стены и перекрытия. Деформирование перекрытия вместе с перекошеными стенами делают здание аварийным особенно процесс пучения влияет на бутобетонные, монолитные ленточные фундаменты, где нет армирующего каркаса. Этот процесс критически опасен если уровень грунтовых вод расположен выше точки промерзания грунта. Большое количество влаги многократно увеличивает силу морозного пучения, разрушительная сила которого огромна.

Для сооружений из тяжелым кирпичным строением эффект пучения грунта не так опасен, но для легких: деревянных а так же каркаснощитовых зданий он заметно более опасен. Если сила тяжести сооружения превышает силы которые воздействуют на фундамент при морозным пучении грунта, фундамент не поднимается. Процесс пучения грунта опасен тогда, когда вес сооружения недостаточен для того, чтобы силы были скомпенсированные, при приложении морозного пучения.

Вспучивание грунта бывает не равномерно не только когда его влажность не равномерна. Дело в том, что под зданием грунт не промерзает, по этому на внутренние стороны фундамента пучение не действует. На наружные стороны фундамента силы действуют и, в случае если они поднимаются, элементы здания деформируются и последствия могут быть критическими для всего сооружения.

Опасность в том, что на наружные фундаменты воздействуют неравномерные нагрузки. например с южной стороны здания таяние снега происходит быстрее, насыщенность грунта влагой больше. с Южной же стороны здания днем тает, а ночью — промерзает. На фундаменты с этой стороны здания воздействуют поочередные силы вспучивания, а с противоположной стороны, где в светлое время суток оттаивание грунта происходит быстрее, фундаменты подвергаются под действие постоянных сил. В следствии этой неравномерности возникают деформации, трещины и разрушения.

Пучение грунта существенно влияет на столбчатые фундаменты, когда наружные фундаменты в результате вспучивания поднимаются на высоту до 0,1 метра, а внутренние — остаются неизменными.
В результате перекошенные деформируется и само здание, при этом возникает опасность пожара, так как печь которую ставят в сооружении остается неподвижной, а ограждение дома меняет свое положение.

Как видим влияние силы морозного пучения существенно влияет на долговечность конструкции, так как влияние очень большое, игнорировать его нельзя.

Грунты разделяют на пучинистые и непучинистые но это лишь условность. К пучинистым грунтам как правило относиться глина, и другие породы в которых процент содержания глины превышает 15 %. Даже чистый песок который считают не пучинистым грунтом, потому что он так же может вспучиваться. Этот процесс возникает когда песок ограничен и заключен во влагонепроницаемую капсулу (например, замок из глины, как это часто бывает). При замерзании верхние слои грунта не вытесняют воду в нижнее горизонты и вода поднимается в верх.

Чтобы рассчитать пучение грунта необходимо провести лабораторные замеры грунта.

Основные характеристики пучения грунта:

деформация грунта h — высота поднятия грунта в конкретной точке;
коэффициент пучения f, который определяется по формуле F = h / d где d — мощность слоя промерзания грунта.

Глинистые грунты классифицируются на:
Свойства пучения крупнообломочных песков и грунтов, которые содержат пылеватоглинистые части, представляют как показатель дисперсии D:

KD = K / (d2o * eo)

где К — коэффициент, который равен 1,85 x 104 см2;
ео — коэффициент пористости грунта который растаял;
do — диаметр частиц грунта.

Защита грунта от промерзания.

Что бы предохранить промерзание грунта нужно покрыть его теплоизоляционными материалами. Предварительно разрыхляют грунт в результате чего грунт дает воде опустится в низ и пучение грунта не так ощутимо. Такая методология может применяться при сооружении мелких масштабов и применяется в Скандинавских странах, там для защиты используют пенопласт который очень эффективен. Защиту от промерзания грунта нужно проводить в теплую часть года, когда отрицательные температуры не могут влиять на грунт. Слой теплоизоляции размещают по всему периметру сооружения, где влияние пучения более существенно. При этом можно заложить фундамент на глубину 0,4 — 0,5 м даже при очень суровом климате. Тепло которое уходит из здания в грунт через фундамент, и геотермальное тепло влияет на линию промерзания и заставляет ее подниматься на много выше по периметру фундамента. При этом снижаются тепловые потери, также глубина промерзания грунта при хорошо отапливаемом здании резко снижается, а если хорошая тепловая изоляция здания то промерзание вовсе не происходит.

Есть много разновидностей теплоизоляционных материалов, зачастую используют солому, листья деревьев, опилки, хвою, листья деревьев, сухой торф, хвою, а также синтетические покрытия которые наиболее эффективно. На толщину теплоизоляционного слоя влияет прогнозируемая температура, климат данного участка, свойство грунта на котором сооружено здание, свойств материала из которого построено сооружение и выводится расчетным путем, так как каждый случай уникален то рассчитать толщину теплоизоляционного слоя довольно трудно.

Наиболее эффективно предварительное рыхление которое осуществляется плугами на глубину более 35 см. Боронуют рыхлый грунт на глубину не более чем на 15 см. Улучшение утепление обеспечивает перекрестное боронование, выполняемое с перекрытием предыдущей разрыхленной полосы на 20 см. Хотя и наблюдается глобальное потепление в нашей климатической полосе, все же игнорировать процесс пучения грунта нельзя. Последствия могут быть не предсказуемыми и значительными для всего сооружения, и для вблизи стоящих. Пучение грунта это действительно важное препятствие которое существенно влияет на фундамент.

Если эта информация была Вам полезна, отметьте ее пожалуйста
Яндекс.Метрика  

ООО "ГрибРаковСервис", Беларусь, Минская область, Воложинский район, агрогородок Раков, а/я 17, Тел./факс: 8 01772 52 88 0, Сергей +375 29 970 17 35 (Velcom), e-mail: 7034508@gmail.com