От свойств грунтов и от степени их пучинистости зависит тип и конструкция малозаглубленного фундамента и способ подготовки его грунтового основания.
Таблица №5. Выбор оптимального типа фундамента в зависимости от пучинистости подлежащих грунтов.*
Степень пучинистости грунта |
Минимально допустимый тип фундамента
|
Особенности конструкции фундамента
|
Непучинистые и слабопучинистые грунты
|
Сборный из бетонных блоков, укладываемых без соединения между собой.
|
Блоки укладывают на выравнивающую подсыпку из песка.
|
Средне- и сильнопучинистые грунты
|
Сборный из железобетонных блоков, содержащих выпуски арматуры.
На сильнопучинистых грунтах использование малозаглубленных фундаментов допустимо только для 1-2 этажных деревянных зданий. Предпочтительна конструкция в виде жесткого рамного железобетонного фундамента, или фундаменты-плиты ***
|
Выпуски арматуры соседних блоков соединяют, стыки между блоками замоноличивают бетоном. Возможно, потребуется усиление жесткости стен армированными или железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне перекрытий и над проемами верхнего этажа. Блоки укладывают на подушку из непучинистого материала.**
|
Чрезмернопучинистые грунты
|
Монолитный железобетон.
Рекомендуется сменить тип фундамента на малозаглубленную или незаглубленную монолитную железобетонную плиту, под которой устраивается подушка из непучинистых материалов**
|
Возможно, потребуется усиление жесткости стен армированными или железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне перекрытий и над проемами верхнего этажа.
|
* Таблица приводится по рекомендациям пунктов 8.8-8.15 СП 50-101-2004.
** Песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак, песчано-щебеночная (песчано-гравийная) подушка (смесь песка крупного или средней крупности - 40 %, щебня или гравия - 60 %).
***Пункт 2.139 Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83).
Ленточные фундаменты рекомендуется строить на грунтах с глубиной промерзания до 1,7 м [ВСН 29-85]. В соответствии с главой СНиП 2.02.01-83 глубина заложения фундаментов на непучинистых грунтах не зависит от глубины их промерзания. Поэтому при строительстве малоэтажных зданий на непучинистых грунтах мелкозаглубленные фундаменты рекомендуются к массовому применению.
Заметим, что ленточный фундамент, чтобы противостоять силам морозного пучения при строительстве на пучинистом грунте (глинистые грунты), должен быть заглублен на глубину минимум 0,75 м [The Building Regulations 2010, A1/2, 2E4 - Британские строительные нормы, 2010 год, далее BR 2010]. Во многих английских публикациях указывается минимальная глубина 0,9 - 1,0 м для заглубления ленточного фундамента, устраиваемого на глинистом грунте.
При этом должны быть соблюдены теплотехнические мероприятия, снижающие промерзание грунтов под фундаментом (утепление грунта).
Таблица № 6. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов.
Город |
Суглинки, глины
|
Мелкие пески
|
Средние и крупные пески
|
Каменистый грунт
|
|
Нормативная глубина промерзания грунта, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Москва
|
1,35
|
1,64
|
1,76
|
2,00
|
Владимир
|
1,44
|
1,75
|
1,87
|
2,12
|
Тверь
|
1,37
|
1,67
|
1,79
|
2,03
|
Калуга, Тула
|
1,34
|
1,63
|
1,75
|
1,98
|
Рязань
|
1,41
|
1,72
|
1,84
|
2,09
|
Ярославль
|
1,48
|
1,80
|
1,93
|
2,19
|
Вологда
|
1,50
|
1,82
|
1,95
|
2,21
|
Нижний Новгород, Самара
|
1,49
|
1,81
|
1,94
|
2,20
|
Санкт Петербург. Псков
|
1,16
|
1,41
|
1,51
|
1,71
|
Новгород
|
1,22
|
1,49
|
1,60
|
1,82
|
Ижевск, Казань, Ульяновск
|
1,70
|
|
1,76
|
|
Тобольск, Петропавловск
|
2,10
|
|
2,20
|
|
Уфа, Оренбург
|
1,80
|
|
1,98
|
|
Ростов-на- Дону, Астрахань
|
0,8
|
|
0,88
|
|
Пенза
|
1,40
|
|
1,54
|
|
Брянск, Орел
|
1,00
|
|
1,10
|
|
Екатеринбург
|
1,80
|
|
1,98
|
|
Липецк
|
1,20
|
|
1,32
|
|
Новосибирск
|
2,20
|
|
2,42
|
|
Омск
|
2,00
|
|
2,20
|
|
Сургут
|
2,40
|
|
2,64
|
|
Тюмень
|
1,80
|
|
1,98
|
|
Сила морозного пучения зависит и от величины отрицательных температур и от продолжительности их действия. Максимальное морозное пучение грунта в России приходится на конец февраля –март. Если вы строите ленточный малозаглубленный фундамент на сильнопучинстом грунте, вам придется думать, как снизить воздействие не только касательных составляющих сил морозного пучения, но также и их горизонтальных составляющих. Примерзающий к фундаменту грунт способен не только обеспечить боковое сжатие фундамента, но и его защемление силами бокового сцепления и подъем, что может вызвать деформацию фундамента (особенно критично для сборных ленточных фундамент из блоков).
Поэтому, если вы решаетесь строить малозаглубленный ленточный фундамент на сильно- или чрезмернопучинистом грунте, вам лучше выбрать в качестве фундамента жесткую монолитную железобетонную раму, а не сборный ленточный фундамент из блоков. К тому же придется повести ряд мероприятий по снижению силы трения между фундаментом и грунтом, и теплотехнические мероприятия для снижения сил морозного пучения.
Что можно сделать для уменьшения воздействия сил морозного пучения грунта на фундамент:
- Устроить хороший дренаж сезоннопромерзающего грунта вблизи фундамента.
- Обеспечить водоотведение ливневых и талых вод с помощью твердой или мягкой отмостки.
- Утеплить поверхность промерзающего грунта вблизи фундамента.
- Рассмотреть возможность засоления грунтов веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры.
Самым простым и недорогим способом является горизонтальное утепление грунта вокруг здания (о котором мы поговорим подробно ниже) и вертикальное утепление ленточного фундамента. Кроме снижения теплопотерь дома (от 10 до 20%), утепление пенополистиролом подземной части фундамента играет еще и важную роль в снижении трения между грунтом и фундаментом при пучении и компенсации расширения грунта.
Определить какие подвижки основания (фундамента дома) критичны для домов из разных материалов можно по нижеследующей таблице:
Таблица №7. Предельные деформации оснований зданий *
Конструктивные особенности зданий |
Предельные деформации пучения, см
|
Бескаркасные здания с несущими стенами из панелей
|
2,5
|
Бескаркасные здания с несущими стенами из блоков и кирпичной кладки без армирования
|
2,5
|
Бескаркасные здания с несущими стенами из блоков и кирпичной кладки с армированием или железобетонными поясами при наличии сборно-монолитных монолитных ленточных или столбчатых фундаментов со сборно-монолитными фундаментными балками
|
3,5
|
Здания стоечно-балочной конструкции (истинный фахверк)
|
4,0
|
Здания с деревянными конструкциями на ленточных фундаментах
|
5,0
|
Здания с деревянными конструкциями на столбчатых фундаментах
|
5,0
|
Бескаркасные здания с несущими стенами на ленточных и плитных фундаментах
|
8,0
|
* Таблица адаптирована с упрощениями на основании таблицы №2 ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах».
Вообще, на глинистом грунте (да и вообще на пучинистых грунтах) предпочтительно использование фундаментов с малой площадью боковой поверхности, то есть свайных или свайно-ростверковых фундаментов. Такие типы фундаментов с заложением основания ниже глубины промерзания грунта менее подвержены воздействию сил морозного пучения или влажностных расширений глинистых грунтов.
Нижнюю часть свайного фундамента можно заякорить против морозного подъема расширением сваи в нижней части или устройством монолитной опорной площадки с единым армированием со сваей. По такому принципу строены известные сваи ТИСЭ или монолитная армированная ребристая лента в виде перевернутой литеры «Т». Снижению трения между грунтами и фундаментом также способствует засыпка пространства вокруг подземной части фундамента (траншей или шурфов) песком и оборачивание (покрытие) поверхностей фундамента скользящими материалами (слои полимерной пленки, гидроизоляции, пенополистирола).
Важную роль в снижении пучинистости грунтов играет правильное дренирование. Для снижения сил морозного пучения требуется как можно сильнее обезводить грунт в непосредственной близости к малозаглубленному ленточному фундаменту. Для этого траншеи для ленточного фундамента выкладываются геотекстилем, после отливки фундамента и выполнения гидроизоляции и утепления фундамента, на дно укладываются дренажные трубы кольцевого дренажа вокруг всего дома, и засыпаются дренажной смесью из песка и керамзита, либо просто песком. Пристеночная дренажная мембрана также помогает отводить воду вглубь – к дренажным трубам.
В особо тяжелых грунтовых условиях можно прибегнуть к полной или частичной замене грунта, подлежащего и прилегающего к малозаглубленному ленточному фундаменту.
|