Пучинистые грунты и фундаменты для них

Руководство «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах»



Руководство составлено по результатам теоретических и экспериментальных исследований деформаций и сил морозного пучения грунтов и материалам обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах.

Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

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 народному хозяйству значительный ущерб.

В настоящем Руководстве приведены проверенные в практике строительства инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, тепловые и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также в кратком изложении даны указания по производству строительных работ по нулевому циклу и мероприятиям по предотвращению выпучивания незаглубляемых и малозаглубляемых фундаментов под малоэтажные каменные здания различного назначения и одноэтажные сборные деревянные дома в сельской местности.

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.

При проектировании следует принимать в расчет результаты многолетних стационарных экспериментальных данных по исследованию взаимодействия промерзающего грунта с фундаментами в природных условиях, а не за одну зиму, так как климатические условия по отдельным годам с аномальными отклонениями не являются характерными для средней зимы данной местности.

Рекомендуемые в данном Руководстве 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).

Рекомендуемые в Руководстве конструктивные мероприятия приведены только в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песчано-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даны рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов и местного опыта строительства.

Расчеты фундаментов на устойчивость под действием сил морозного выпучивания, а также расчеты по конструктивным мероприятиям не являются обязательными для всех конструкций, применяемых в фундаментостроении, поэтому нельзя считать эти мероприятия универсальными по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов во всех случаях.

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 назначении противопучинных мероприятий необходимо учитывать значимость зданий и сооружений, особенности технологических процессов производства и условия эксплуатационного режима, грунтовые и гидрогеологические условия, а также климатические характеристики данного района. При проектировании фундаментов на пучинистых грунтах следует отдавать предпочтение таким мероприятиям, которые наиболее экономичны и эффективны в данных условиях.

Изложенные в данном Руководстве мероприятия по борьбе с деформациями зданий и сооружений под действием сил морозного пучения грунтов помогут строителям повысить качество строящихся объектов, обеспечить устойчивость и долговечную эксплуатационную пригодность зданий и сооружений, исключить случаи удлинения сроков строительства, обеспечить ввод зданий и сооружений в промышленную эксплуатацию в плановые сроки, снизить непроизводительные разовые и ежегодно повторяющиеся расходы на ремонт и восстановление поврежденных силами морозного пучения зданий и сооружений.

Руководство составлено доктором техн. наук М. Ф. Киселевым.

Все замечания по тексту Руководства и предложения об улучшении просьба присылать в НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Данное Руководство предназначено для проектирования и строительства фундаментов зданий, промышленных сооружений и различного специального и. технологического оборудования на пучинистых грунтах.

Примечание. Рекомендации Руководства по противопучинным мероприятиям не распространяются на площадки, где сезонное промерзание грунтов сливается с вечномерзлым грунтом.

1.2. Руководство разработано в соответствии с основными положениями глав СНиП по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений и оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава грунта, его природной влажности, глубины промерзания и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозной пучинистости подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и практически непучинистые.

1.5. Подразделения грунтов по степени морозной пучинистости в зависимости от изменяющегося во времени уровня грунтовых вод и показателя консистенции IL приняты по табл. 1 прил. 6 главы СНиП по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений. Природную влажность грунтов на период эксплуатации при проектировании необходимо корректировать по пп. 3.17-3.20 упомянутой выше главы СНиП.

1.6. 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).

Если же первые 1,5-2 м в инженерно-геологических материалах охарактеризованы только как «растительный слой» или же как «почва серая», то при отсутствии уровня грунтовых вод близко к слою промерзания не представляется возможности установить степень пучинистости грунтов.

При отсутствии характеристик промерзающего слоя грунта надо провести отдельно дополнительные изыскания на стройплощадке, желательно под каждое стоящее здание.

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

Таблица 1

Наименование грунта по степени морозной пучинистости	Пределы положения z, м, уровня грунтовых вод ниже расчетной глубины промерзания у фундамента	Консистенция глинистого грунтаIL
песок мелкий	песок пылеватый	супесь	суглинок	глина
Сильнопучинистые	—	—	z≤0,5	z≤1	z≤1,5	IL>0,5
Среднепучинистые	—	z≤0,5	0,5

Источник: https://files.stroyinf.ru/Data1/46/46329/index.htm

Пучение грунта

Из данного материала вы узнаете, что такое морозное пучение грунта и какую опасность оно представляет для фундамента. Мы рассмотрим классификацию пучинистости грунтов согласно строительным нормативам и разберемся, какие меры необходимо принимать, чтобы уменьшить негативное воздействие пучения почвы на основание дома.

Виктор, 29 лет, г.Москва
«Здравствуйте! Нуждаюсь в совете квалифицированных специалистов — недавно мне удалось приобрести небольшой земельный участок в Подмосковье, на котором я планирую возвести одноэтажную дачу из сруба. Опыт в практических строительных работах у меня имеется, однако осуществляя проектирование фундамента я зашел в тупик. Новые соседи говорят, что в нашей местности очень сильно проявляется морозное пучение грунта — большинство из них потратило на укрепление фундаментов баснословные деньги, а некоторые дома стоят перекошенные с трещинами.  Подскажите пожалуйста, чем грозит морозное пучение легкому дому из сруба и существуют ли какие-либо способы уменьшения воздействия сил пучения на фундамент здания?»

Мы решили ответить Виктору полноценной статьей, посвященной проблеме морозного пучения и способами борьбы с ней.

Что такое пучение грунта

Перекошенные дверные коробы, трещины на стенах и щели в оконных коробах — следствие деформационных влияний, оказываемых грунтом на основание дома.

Деформационные нагрузки почвы на основание происходят в результате сезонного промерзания грунта — так называемого морозного пучения.

Рис 1.1:  Трещины в цоколе — характерный признак воздействия сил пучения на фундамент дома

Пучение — это изменение объема почвы, происходящее в следствии замерзания грунтовых вод, которыми она пропитана.

https://www.youtube.com/watch?v=lgAJHgBSgdA

Совет эксперта! Расширение объема почвы обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда — 917 кг/м3.

При наступлении сезонных морозов происходит следующее: согласно законам физики масса жидкости после замерзания остается неизменной, однако ее объем расширяется почти на 9%, в результате это расширения влага оказывает давление на почву — поскольку движение почвы вниз невозможно, из-за высокой плотности нижерасположенных слоев грунта, грунт движется вверх и поднимает фундамент здания.

Рис. 1.2:  Почва, увеличившаяся в объеме в результате морозного пучения

Выделяют два характера воздействий морозного пучения на основание дома:

• Вертикальное выталкивающее воздействие — происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания;
• Касательное пучение — это выталкивающее воздействие, которое происходит вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.

Какие виды почвы подвергаются пучению

Пучение характерно для большинства видов почвы, особенно данной проблеме подвергаются следующие типы грунта:

• Песчаная почва;
• Суглинок;
• Супесь;
• Глиняный грунт.

Вышеуказанные виды почвы обладают одной общей чертой — в их составе содержатся мельчайшие пыльные частицы. Та же песчаная почва, не содержащая пылеватых частиц (гравелистая либо песок крупных фракций) практически не подвергается воздействиям сезонного пучения.

Совет эксперта! Наличие пылеватых частиц в грунте способствует тому, что почва приобретает свойство связывать и удерживать контактирующую с ней воду (это могут быть как впитавшиеся в землю атмосферные осадки, так и грунтовая влага).

Пропитанный водой пласт почвы, в процессе замерзания расширяется в объемах (до 9-12% от первоначального объема) и давит на основания зданий и построек, оказывая на них выталкивающую нагрузку. 

Рис 1.3:  Воздействие пучения грунта на плитный фундамент

Силы пучения почвы могут быть увеличены разнообразными сопутствующими факторами, основной из них — постоянные атмосферные осадки. Если осенью регулярно будут идти дожди, то пропитавшаяся осадками почва будет оказывать более сильную деформационную нагрузку на фундамент. Также к усиливающим пучение факторам можно отнести повышение уровня залегания грунтовых вод и их капиллярное поднятие.

Совет эксперта! Свыше 82% всех видов грунтов В Москве и области классифицируются как пучинистые.

При возведении построек на пучинистых грунтах нужно предпринимать дополнительные меры защиты фундамента от выталкивающих воздействий почвы, о которых более детально мы поговорим в соответствующем разделе статьи. 

С классификацией пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100 вы можете ознакомится в таблице 1.1.

Класс пучинистости, % Виды грунта

Грунты, не подвергающиеся морозному пучению;Расширения объема менее 1%	Твердая глинистая почва; Гравелистые грунты не насыщенные водой; Пески крупных и средние; Грунты с большим содержанием горных пород.
Грунты, слабо подвергающиеся морозному пучению;Расширение объема от 1 до 3.5%	Глинистая почва средней плотности; Мелко-песчаные грунты; Пылеватая глинистая почва с вкраплением горных пород в пределах 10-30% от массы глины.
Грунты со средней склонностью к пучению; Расширение объема от 3.5 до 7%	Пластичная глинистая почва; Глинистая почва, суглинок и супесь с вкраплением горных пород свыше 30% от массы.
Грунты с высокой склонностью к пучению;Расширение объема от 7%	Мягкопластичная глининистая почва; Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.

Таблица 1.1:  Классификация пучинистости грунтов

Узнай почему свайный фундамент помогает избежать проблем с морозным пучением: узнать

Чем пучение почвы опасно для фундамента

Для оснований любого вида — ленточных, плитных и свайных, опасным является не только сам процесс вспучивания почвы, но и последствия ее оттаивания.

При наступлении зимы, когда температура понижается ниже нуля и грунт промерзает на глубину одного-двух метров, почва расширяет и начинает выталкивать фундамент здания. Происходит вертикальная деформация основания. При наступлении оттепели, замершие грунтовые воды оттаивают, почва теряет свою плотность и под давлением массы здания уменьшается до объемов, на несколько процентов меньших ее первоначальных размеров — в результате этого происходит дополнительная усадка фундамента.

Совет эксперта! Наиболее опасным для фундаментов является неравномерное пучение грунта, которое может наблюдаться при разной толщине снежного покрова — чем он толще, тем выше поднимается граница промерзания почвы и тем больший ее пласт подвергается пучению.

Рис. 1.4:  Результат морозного пучения грунта

Строительная практика показывает, что конкретный земельный участок может иметь крайне сложную схему промерзания и пучинистого поднятия почвы.

К примеру: грунт вокруг здания, расположенного на среднепучинистой почве, по внешнему периметру постройки может иметь глубину промерзания до полутора метров и при сезонном пучении подниматься до 10 см. вверх, тогда как грунт, расположенный под домом всегда будет более теплым и сухим, и пучению может не подвергаться вообще.

Только так можно решить проблему и не допустить разрушения здания в результате пучения: посмотреть 

Совет эксперта! В результате неравномерного пучения почвы фундамент здания перекашивается, это же происходит и со стенами постройки — в результате перекоса по ним идут трещины, конструкция деформируется, теряет прочность и приходит в аварийное состояние.

Рис. 1.5:  Недостроенное здание, пришедшее в аварийное состояние из-за пучения грунта

Самую высокую опасность сезонное пучение представляет для легких домов, возведенных из пенобетона, дерева либо каркасных панелей. Обуславливается это неспособностью компенсации давлением массы здания оказываемых на фундамент выталкивающих нагрузок.

Строение обладающее достаточно большой массой (к примеру, дом из кирпича), будет давить на фундамент, и если давление от тяжести конструкции превысит выталкивающее давление грунта, почва из-за невозможности расширения будет уплотняться и воздействия пучения ослабятся к минимуму.

Способы уменьшения влияния пучения грунта на фундамент

Строительство ленточных и плитных фундаментов на пучинистых грунтах должно обязательно сопровождаться обустройством уплотняющей подсыпки.

Такая подсыпка состоит двух слоев — крупного песка и гравия либо щебня. Толщина слоев подсыпки должна быть одинаковой, при этом общая толщина уплотнения начинается с 20 сантиметров для слабопучинистых грунтов, и увеличивается до 35-40 сантиметров для сильнопучинистой почвы.

Рис. 1.6:  Схема уплотняющей подсыпки под ленточный фундамент

Совет эксперта! Подсыпка для уменьшения вертикальных выталкивающих воздействий выполняется под основанием фундаментной ленты, на дне выкопанной под фундамент траншеи. Для уменьшения касательных сил пучения подсыпка делается по внешнему периметру стенок уже возведенного фундамента.

Однако данная мера является недолговечной ввиду того, что подсыпка, в период повышения уровня грунтовых вод, которое происходит осенью и во время оттаивания снежного покрова, полностью окружается водой. При пропитывании влагой в песок и гравий из грунта проникают пылеватые частицы. В результате этого со временем непучинистые материалы подсыпки приобретают склонность к пучению и теряют свою защитную функцию. 

Уменьшить данный негативный фактор позволяет использование специальных противозаиливающих рулонных материалов, которыми покрываются стенки подсыпки. Такие материалы (оптимальный вариант — Стеклохолст) пропускают воду, однако фильтруют все находящиеся в ней мельчайшие частицы ила и пыли. 

Рис. 1.7:  Комплексная защита фундамента от пучения грунта

Также высокую эффективность демонстрирует практика обустройства дренажа. Такая система представлена дренажными трубами, расположенными по периметру фундамента в подсыпанном слое гравия, выполняющего функцию фильтра. Трубы располагаются под уклоном, что позволяет скопившимся в них грунтовым водам самотеком стекать в специально отведенный накопительный резервуар.

Наши услуги

Мы предоставляем следующие услуги: забивка свай и лидерное бурение. У нас есть собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Источник: https://kommtex.ru/puchenie-grunta.html

Особенности строительства на пучинистых грунтах на сайте Недвио

Перед строительством загородного дома обязательно нужно провести геологические изыскания на предмет состояния грунта. Без этого не строили дома даже в старину, хотя методы, которыми проводились такие изыскания, были совсем другими.

Сегодня произвести проверку состояния почвы гораздо легче и дешевле, поэтому ни в коем случае ей пренебрегать нельзя. Есть большая вероятность построить свой дом на пучинистом грунте, который принесет вам впоследствии немало проблем. Технология строительства на такой земле должна быть совершенно иной, нежели возведение зданий на нормальном грунте.

Пучинистый грунт – что это такое? И какие проблемы с ним могут быть?

Пучинистый грунт – это слой почвы, который подвергается морозному пучению. Этот тип почв нестабилен. При оттаивании, или наоборот – промерзании, объем грунта изменяется, и тем самым воздействует на основание здания, которое стоит на такой земле. Конечно, это явление пагубно не для всех типов фундаментов, но на дома, построенные на ленточном, столбчатом и плитном типам пучение грунта приносит наибольшее количество проблем.

Характерной особенностью пучинистого грунта является его промерзание и оттаивание, и обычно эти факторы выражаются неравномерно. Например, с южной стороны, весной, грунт оттает быстрее, а зимой — будет медленнее замерзать. Из-за этого возникнет деформация основания строения, и в последующем неизбежно приведет к постепенному разрушению фундамента.

Но, конечно же, одним только армированием проблему не решить. Необходимо применять и другие методы. Рассмотрим все это по порядку.

Негативное влияние почв на фундамент и стены дома

К сожалению, пучинистый тип грунта встречается на территории России очень часто. Это, так называемые, суглинки, глины, супеси и так далее, в общем, все типы почвы, которые имеют способность удерживать в себе воду. Поэтому важно, при постройке домов, учитывать эти моменты и, самое главное, подобрать соответствующий тип основания здания.

Рассмотрим факторы, значительно влияющие на этот выбор. Это два параметра земельного участка, связанные друг с другом:

1. ГПГ или глубина промерзания грунта. Если почва будет влажной, то пучение грунта будет происходить на всю ту глубину, на которую он промерзает;
2. УГВ, или уровень грунтовых вод. Этот фактор влияет на степень увлажненности почв.

Эти два параметра оказывают большое влияние на то, как поведет себя пучинистый грунт в переходные периоды календарного года: с зимы на весну и с осени на зиму.

Довольно часто возникает сложная ситуация, если нужно построить здание на плывуне. В этом случае, обязательно нужно произвести подробную геологоразведку, а впоследствии провести работы по утеплению фундамента и сделать дренажную систему участка, где будет производиться строительство.

Тип фундамента, подходящий при пучинистом грунте

При более тщательном изучении этого вопроса следует, что застройщики в основном всегда рекомендуют углублять подошву фундамента до такого уровня, который находится немного ниже той точке, на которой промерзает почва. Этого же требуют и нормы по проектированию.

Такое заглубление основы дома избавит стены от деформирующих сил пучения, которые действуют только вертикально. Однако, из-за достаточно большой площади боковых поверхностей, на основание здания также будут действовать и силы касательные. Их величина может быть достаточной для того, чтобы поднять фундамент и даже сместить его по горизонтали.

При наличии подобных условий заливается фундамент на насыпном грунте (этот тип не должен быть подвержен пучению) или боковые поверхности основания проходят обработку специальными материалами, которые способны уменьшить сцепление с грунтом.

Но самым распространенным вариантом является постройка дома достаточного веса, способного своей нагрузкой уравновешивать негативное воздействие грунта.

Принципы устройства фундамента на пучинистых грунтах

Из всего, что сказано выше, следует, что не всегда на пучинистом типе грунта будет правильным результат строительства легкой постройки, основанной на заглубленном фундаменте.

В итоге может оказаться так, что здание окажется сильно подверженным силам пучения, а затраченная сумма на возведение такого негодного к эксплуатации фундамента будет довольно велика. Однако, если решено строить здание из кирпича, то уместны будут фундаменты, заглубленные ниже ГПГ.

Приведем несколько примеров и постараемся определить тип фундамента, подходящий в таких условиях:

• Тяжелый дом. Здание из пенобетона, кирпича или других подобных материалов, высотой в 3-5 этажей. В этом случае целесообразно использовать фундаменты, которые будут углублены. Решающим условием является УГВ. При очень низком уровне грунтовых вод можно построить заглубленный фундамент, находящийся ниже того уровня, до которого промерзает почва. Это следующие типы фундаментов: ленточный, свайный, плитный. Если геологи обнаружат высокий уровень промерзания и дренаж основания здания не могут позволить выполнить снижение уровня грунтовых вод, то возможен вариант малозаглубленного фундамента, то есть заливают железобетонную плиту.
• Легкий дом. Это, в основном, постройки из бруса. В этом случае подходят фундаменты, которые заглублены на малую глубину. Допустимо залить армированную плиту или мелкозаглубленный ленточный фундамент. Второй вариант будет менее затратным. Важный момент заключается в создании жесткой конструкции, которая будет воспринимать местные деформации и распределять их равномерно на здание.

Не стоит упускать из вида возможность замены пучинистого грунта на грунт с лучшими характеристиками. Довольно часто условия, при которых почвы, подверженные пучению, прекратят проявлять свои недостатки, создать проще, чем проводить строительство таком грунте. Эти условия можно достичь путем изменения глубины промерзания земли в меньшую сторону – проложить утеплитель по периметру строящегося дома и организовать систему дренажа.

Условия для строительства на любом участке индивидуальны и сильно отличаются от норм. Обязательно проведите геологоразведку, узнайте характеристики грунта на выбранном вами для строительства участке, и уже после этого, приступайте к возведению дома.

Купить щебень, песок, цемент

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Источник: https://nedvio.com/osobennosti-stroitelstva-na-puchinistyih-gruntah/

Какой фундамент на пучинистых грунтах лучше строить? |

Благодаря современным технологиям, которые применяются в возведении свайного фундамента, постройка зданий, учитывая при этом всем прочностные характеристики, выполняется в разы быстрее. Впрочем, вопрос о том, какой выбрать фундамент на пучинистых грунтах, все еще остается актуальным. Каждый отдельный вариант отличается, как преимуществами, так и своими недостатками. Впрочем, именно винтовые и железобетонные конструкции демонстрируют невероятную прочность и легко выдерживают оказываемые на них нагрузки.

Какой грунт относят к категории пучинистых? Пористые и содержащие много влаги. Весь процесс пучения начинается с того, что вода в почве замерзает. Вспоминаем школьную физику. Лед менее плотный, чем вода. Оттого занимает больший объем. Поэтому, чем больше влаги в почве, тем сильнее ее пучит. Представителями таких грунтов являются глина, суглинок, супесь. В них много пор. Вода через эти поры не просачивается, а задерживается. Один из объектов, где мы возводили фундамент на глине:

Компания Эндбери предполагает собственное производство металлических и железобетонных свай, поэтому о качестве составных материалов можно не волноваться. Пристальный контроль каждого отдельного этапа производства, а также использования лучших материалов, гарантирует исключительно лучший результат.

Особенности строительства на пучинистых грунтах

Пучинистые грунты – это почвенные массы, которые подвержены разрушением под воздействием низких температур. Разумеется, что это не может не оказывать разрушающее воздействие на будущие строения. Как правило, процессу разрушения в связи с низкими температурами подвержены рыхлые почвенные массы, в которых очень хорошо задерживается влага.

Перед началом строительства, необходимо исследователь почву и определить ее тип. Выделяют 5 типов почвы:

• Непучинистые. Сюда относится гравий, крупный песок, галька, а также те почвы, которые отлично фильтруют воду;
• Слабопучинистые. Наблюдаются на холмистых территориях, которые сильно увлажняются атмосферными осадками;
• Среднепучинистые. Местность с большими склонами, где очень хорошо задерживается большой объем влаги;
• Сильнопучинистые. Это заболоченная местность, где ситуация в разы усугубляется за счет воздействия грунтовых вод;
• Очень пучинистые. Это почвенные массы с чрезмерной пластичностью, которые находятся в обводненном состоянии.

Расчет интенсивности пучения

Проектирование фундаментов на пучинистых грунтах начинается с подсчета интенсивности пучения почвенных масс на участке. Необходимые меры требуются для того, чтобы определить необходимую устойчивость основания, а также нейтрализовать разрушающее воздействие процесса пучения на основание и будущее строение.

Расчет осуществляется по следующей формуле – E = (H – h)/ h:

• Е – показатель пучения;
• Н – степень промерзания почвенных масс;
• h – уровень, где начинается промерзание.

Необходимые расчеты следует провести два раза – летом и зимой.

Выбор фундамента с учетом пучения грунта

Для строительства на пучинистых территориях рассматривают следующие виды оснований:

• Свайный – винтовой или ж/б. В данном случае крайне важно определить точную глубину промерзания. Стрежни устанавливаются ниже полученной отметки. Отлично подходит такое основание для возведения, как небольших строений, так и огромных промышленных объектов, которые могут располагаться, как на водянистых, так и на заболоченных участках;
• Столбчатый фундамент. Применяется исключительно для легких и очень легких построек, преимущественно хозяйственного назначения. Как правило, используется для этих целей мелкозагубленный ленточный фундамент под пучинистые грунты. Для жилого строительства такой вариант не подходит;
• Бетонный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Заглубляется ниже того уровня, где начинает промерзать грунт. Отличается небольшими затратами на возведение в сравнении с плитой. Применять его стоит очень осторожно. Крайне важно предварительно рассчитать абсолютно все возможные нагрузки. Только так удается исключить пучение грунта или снизить его до минимального уровня.

Винтовые и забивные сваи: какие лучше?

Основное преимущество свайных фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить здания даже на той местности, где, казалось бы, сделать это просто невозможно. Конечно, незаглубенный ленточный фундамент на пучинистых грунтах или монолитный тип фундамента все еще востребован в строительстве, но ошибочно полагать, что здания на сваях менее устойчивы. К тому же, обустройство дома и даже огромного промышленного объекта, с использованием таких конструкций обойдется в разы дешевле. Плюс ко всему, выполнить все необходимые работы можно всего за один день.

Преимущества винтовых свай

Винтовые стержни выполнены в виде труб, которые производятся из стали. Имеют очень острый конус с лопастями, благодаря чему они могут легко ввинчиваться практически в любую почву. Исключением является только горная порода. Лопасти позволяют ускорить процесс сверления, а также способствуют уплотнению почвенных масс. Отличительная черта такого варианта – надежная фиксация элемента без дополнительных вмешательств. Возможно это благодаря тому, что в момент ввинчивания, никаких пустот вокруг установленных элементов не образовывается. Если доверить такую работу профессионалам, винтовые элементы продемонстрируют невероятную прочность.

К основным достоинствам винтовых свай можно отнести следующее:

• Простой монтаж;
• Доступная стоимость;
• Большой эксплуатационный период свай. Если была выполнена качественная обработка свай с использованием специальных составов, которые защищают сталь от возникновения коррозии, винтовые стержни смогут прослужить до 100 лет;
• Скорость монтажа. Достаточно одного дня, чтобы установить все необходимые элементы;
• Не требуется остановка процесса постройки для выполнения дополнительных работ. При ввинчивании свай, никаких пустот вокруг этих элементов не образовывается, поэтому можно сразу приступать к следующему этапу строительства;
• Выполнять работы можно в любое время года.

Преимущество забивных железобетонных свай

Железобетонные элементы способны создать очень прочную и надежную опору, которая защитит будущее строение от любых неприятностей. Устанавливаются железобетонные конструкции с помощью специальной техники, за счет чего они входят в почву без каких-либо трудностей.

Отличительная особенность данного варианта заключается в том, что во время установки таких свай, поверхностный слой почвы не разрушается. Это значит, что тратить время и средства на вывоз строительного мусора не понадобится. Интересно, что одна такая свая способна выдержать колоссальные нагрузки – до 10 тонн веса.

Благодаря этому, сомневаться в их прочности и выносливости не приходится.

К основным достоинствам таких свай можно отнести следующее:

• Невероятная несущая способность. Она в разы выше, чем у винтовых свай, так как всего один элемент способен выдержать колоссальную нагрузку – до 10 тонн;
• Здания, возведенные на ж/б сваях способы стоять столетия;
• Фундамент под пучинистые грунты на данных сваях обходится в разы дешевле, чем заливка монолитного фундамента;
• Если речь идет о небольшом строении, то возвести свайное поле можно буквально за один день;
• Применять ж/б стержни можно на любых типах грунта. Исключение – горная порода;
• Нет привязки к времени года. Возводить фундамент можно, как летом, так и зимой;
• Ж/б сваи не подвержены воздействию коррозии;
• Благодаря использованию специальной техники, такие сваи входят в поверхность, словно гвозди, а глубина достигает ниже отметки промерзания. Благодаря этому, в разы увеличивается устойчивость будущего строения.

Как снизить пучение грунта?

Когда строительство осуществляется на пучинистых грунтах, стоит рассматривать такой фундамент, для которого такой разрушающий процесс не будет представлять опасности. Впрочем, можно воспользоваться и альтернативным вариантом, а именно провести ряд особых мероприятий, которые будут направлены на снижение вспучивание грунта. К таким действиям можно отнести следующее:

• Заменить грунт на песок крупной фракции. Это эффективный, но очень трудоемкий процесс. Требуется не только вырыть глубокий котлован, но и закупить большое количество подходящего грунта. В итоге все выльется в очень большие затраты;
• Возвести ленточный фундамент ниже уровня промерзания грунта. Впрочем, процессы вспучивания все еще будут оказывать свое негативное воздействие, хоть в данном случае это будет наблюдаться только на боковые поверхности фундамента. Чтобы полностью исключить пагубное воздействие, потребуется хорошо утеплить основу дома. Разумеется, что это тоже повлечет за собой дополнительные расходы;
• Организовать отвод воды от дома. Делается это методом оборудования дренажной системы. Чтобы сделать это, необходимо будет изготовить отмостки и ливневую канализацию. Как и в случае с двумя предыдущими вариантами, это тоже станет причиной дополнительных трат.

Как видим, мероприятия по предотвращению пучинистости грунта требуют дополнительных затрат, что в свою очередь и растянет период строительства. Именно поэтому, лучше всего воспользоваться таким фундаментом, для которого процессы промерзания грунта не будут играть никакой роли.

Компания «Эндбери» занимается производством и установкой надежных свай, которые идеально подойдут для каждого отдельного объекта. Клиентам предлагается лучшее качество изделий, а также их установка с учетом всех требований в самые сжатые сроки.

Заключение

Сегодня винтовые и железобетонные сваи считаются более надежным вариантом для создания прочного основания под будущее здание. Впрочем, выбирая из этих двух вариантов, большинство специалистов отдают свое предпочтение именно второму. Несмотря на то, что железобетонные сваи сопровождаются дополнительными расходами, в итоге они способы обеспечить большую несущую способность. С их помощью можно возводить не только небольшие строения, но и многоэтажные здания, которые оказывают на почву очень большую нагрузку. Именно по этой причине ж/б сваи применяются и для возведения больших промышленных объектов.

Источник: https://zabivniesvai.ru/novosti/foundation-on-heaving-soils/

Какой фундамент выбрать для строительства на пучинистом грунте

Пучинистые грунты – далеко не редкость для нашей страны, поэтому при строительстве загородного дома приходится учитывать ряд нюансов, и первое – подобрать адекватный тип фундамента. Ведь пучинистые грунты называются так неспроста. Они весьма нестабильны и при промерзании-оттаивании почвы изменяют свой объем, воздействуя на основание дома. К таким грунтам относят суглинки, супеси, глины и т.д.

Наверняка что-то из этого вы обнаружили на своем участке. Теперь осталось решить главный вопрос: «Какие фундаменты лучше всего строить на пучинистых грунтах?»

Выбор фундамента для строительства на пучинистых грунтах

Если вы начнете изучать вопрос более глубоко, то обратите внимание, что большинство застройщиков советует заглублять подошву основания ниже уровня промерзания грунта. Об этом же твердят нормы по проектированию. Но обращаем ваше внимание на то, что заглубление фундаментов ниже ГПГ хоть и избавляет от действующих вертикально сил пучения грунта, но ввиду значительной боковой поверхности на фундамент действуют еще и касательные силы. А их величина может быть такой, что ее достаточно, как для подъема подземной конструкции, так и ее смещения по горизонтали.

В таких случаях делают либо фундамент на насыпном грунте (непучинистом), либо обмазывают боковую поверхность основы материалами, уменьшающими сцепление с почвой. Но чаще всего строят такие дома, нагрузка от которых будет уравновешивать воздействие грунта.

Несколько слов про ГПГ и УГВ

Два взаимосвязанных параметра участка: уровень грунтовых вод (УГВ) и глубина промерзания грунта (ГПГ) – оказывают существенное влияние на поведение грунта в переходный период «осень-зима», «зима-весна». Дело в том, что пучение грунта происходит на всю ГПГ при условии, что почва будет увлажненной. А последнее зависит от УГВ и характера грунта.

Одна из самых непростых ситуаций – когда приходится строить фундамент на плывуне. Здесь не обойтись не только без тщательной геологоразведки, но и последующих мероприятий по утеплению фундамента и дренированию участка. Еще одна особенность пучинистого грунта – он промерзает и оттаивает неравномерно. Например, грунт с северной стороны дома замерзнет быстрее, чем с южной. А по весне наоборот: южная сторона будет оттаивать быстрее, нежели северная. Отсюда возникают неравномерные деформации со стороны основания и, как следствие, нарушение целостности подземной конструкции.

Вот почему большинство строителей сходится во мнении, что фундамент должен быть жестким, способным эффективно перераспределять местные нагрузки. А это значит, что без серьезного армирования фундамента просто не обойтись!

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Учитывая вышесказанное, несложно предположить, что строительство легкой постройки из бруса, каркасного дома и т.д. на основе заглубленного фундамента не всегда дает нужный результат. Средств на возведение такого фундамента будет потрачено много, а последствия будут все те же – дом будет подвластен силам пучения. В то же время, если вы решили строить тяжелый кирпичный дом, то заглубленные ниже ГПГ фундаменты, например, ленточные (о них читать здесь), будут вполне уместны. Разберем некоторые случаи и попробуем определить, какие фундаменты можно строить в таких ситуациях:

• легкий дом из бруса (деревянная постройка). Подойдут любые мелкозаглубленные фундаменты. Можно построить дом на армированной плите, можно сделать выбор в пользу менее дорогостоящего варианта – мелкозаглубленного ленточного фундамента. В таком случае очень важно создать жесткую конструкцию, способную воспринимать локальные деформации и равномерно перераспределять их на постройку;
• дом тяжелый, из пенобетона, кирпича и т.д. (в несколько этажей). В таких случаях идея использования заглубленных фундаментов выглядит вполне целесообразной. Все зависит от уровня грунтовых вод: если он низкий, то можно строить любой, заглубленный ниже ГПГ тип фундамента, например, ленточный, плитный, свайный. Если УГВ высокий, а дренаж фундамента не позволяет осуществить водопонижение, то делают малозаглубленный фундамент, как правило, заливают железобетонную плиту

Еще несколько вариантов решения проблемы

Нельзя забывать о том, что пучинистый грунт при желании можно заменить грунтом с лучшими характеристиками. Также необходимо понимать, что иногда проще создать условия, при которых пучинистый грунт перестанет проявлять свои негативные свойства. Это достигается путем уменьшения ГПГ (слой утеплителя по периметру дома), а также организации дренажной системы. Давать какие-то конкретные советы в рамках данной статьи бесполезно, ведь условия строительства на каждом отдельном участке могут серьезно отличаться.

Загрузка…

Источник: https://cdelayremont.ru/fundamenty-na-puchinistyx-gruntax

Как построить фундамент на пучинистых грунтах? 1-4ч

Приветствую Вас! Мой Читатель и Зритель! Сегодня решил сделать топик о выборе фундамента для забора. Я не придавал этому значение по простой причине… Мне и так все ясно! :))) Самое сложное в этом вопросе не фундамент, а как преподнести Вам информацию? Ведь в таком простом деле для меня, оказалось сложно систематизировать разные критерии влияющие на рациональный выбор.

Для начала мы поговорим о Пучинистых грунтах!…

Грунты по степени пучинистости делятся на:

• сильнопучинистые — пучение 12%;
• среднепучинистые — пучение 8%;
• слабопучинистые — пучение 4%.

Деформации при глубине промерзания 1,5 м сильнопучинистого грунта составляет 18 см!

Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уров­нем грунтовых вод (УГВ). Глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески от­носятся к пучинистым грунтам, а крупнозернистые песчаные и гравийные грун­ты — к непучинистым.

В глинах или мелких песках влага, как по промокашке, достаточно высоко под­нимается от УГВ за счет капиллярного эффекта и хорошо удерживается в таком грунте. Здесь проявляются силы смачивания между водой и поверхностью пылевых частиц. В крупнозернистых же песках влага не поднимается, и грунт становится влажным только по уровню грунтовых вод. То есть чем мельче структура грунта, тем выше поднимается влага, тем логичнее отнести его к более пучинистым грунтам.

Степень пучинистости грунта зависит как от зернового со­става, так и от уровня грунтовых или паводковых вод.

Слабопучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

• на 0,5 м — в пылеватых песках;
• на 1 м — в супесях;
• на 1,5 м — в суглинках;
• на 2 м — в глинах.

Среднепучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

• на 0,5 м — в супесях;
• на 1 м — в суглинках;
• на 1,5 м — в глинах.

Сильнопучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

• на 0,3 м — в супесях;
• на 0,7 м — в суглинках;
• на 1,0 м — в глинах.

Чрезмернопучинистый грунт — если УГВ будет выше, чем для сильнопучинистых грунтов.

По одному критерию судите сами:

Вес Забора	Парусность забора	Грунты	Пучинистые грунты
Легкие	Низкая	Сильные	Не пучинистые
Слабопучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Нормальные	Не пучинистые
Слабопучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Слабые	Не пучинистые
Слабопучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Высокая	Сильные	Не пучинистые
Слабопучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Нормальные	Не пучинистые
Слабо пучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Слабые	Не пучинистые
Слабопучинистые
Среднепучинистые
Сильнопучинистые
Средние	Аналогично	Аналогично
Тяжелые	Аналогично	Аналогично

Итого 24*3=72 варианта! А если мы введем еще такие показатели как Просадочные грунты или торфяник, Рельеф, Сроки строительства и тд и тп…. !!! Наша геометрическая прогрессия вырастит в десятки раз! И что делать в этой ситуации?

Во времена отсутствия мощных компьютеров, вопрос оптимизации методик расчета был очень важен. Многие данные утрировали. Упрощали. Мало на что влияющие данные вообще не принимались в расчет. Их игнорировали…

Но «любая палка о двух концах»! Если все «малозначащие» данные рассмотреть единовременно, окажется мы приходим к ложному выводу — без них! Это участь нашего Теплотехнического расчета. Он устарел минимум на 20 лет! А Вы… Да да. Именно Вы! По прежнему считаете стены в Онлайн Калькуляторах которые создаются на устаревшей методике! Но не буду отвлекаться

Источник: http://www.wayhome.tv/2014/10/kak-postroit-fundament-na-puchinistyx-gruntax/

Сезоннопромерзающие пучинистые грунты – экономное основание для фундаментов малоэтажных зданий

Оборудование и технологии 

С 1965 года в Омске на стройках нефтехимии началось внедрение свайных фундаментов на морозных грунтовых основаниях. В настоящее время они применяются повсюду в суровых природно-климатических условиях России, независимо от этажности зданий и надземных сооружений, при строительстве подземных резервуаров для хранения воды, котельных, подстанций, эстакад и т.п.

С одной стороны, это вызвано отсутствием законченных расчетно-теоретических, натурных и лабораторных исследований взаимодействия фундаментов сооружений с пучинистыми грунтами под их подошвой и боковой поверхностью. А это необходимо для реализации указаний СП 22.13330.2011.

«Основания зданий и сооружений» [1], который допускает назначить «…глубину заложения наружных фундаментов независимо от расчетной глубины промерзания, если: специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную надежность сооружения».

С другой стороны, это связано и с отсутствием заинтересованности региональных и муниципальных органов власти при финансировании строек из федерального бюджета. Да и сами проектные и строительные организаций не стремятся к снижению стоимости и трудоемкости строительства из-за отсутствия законодательной базы для обязательного применения инновационных технологий в строительном комплексе [2].

Инновационные технологии при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтовых основаниях

Проводимые в институте АО «ТПИ Омскгражданпроект» и ООО НИПСФ «АБИК» с 1976 года расчетно-теоретические, натурные и лабораторные исследования взаимодействия фундаментов и подземных сооружений с пучинистыми грунтами под их подошвой и боковой поверхностью с различными подземными и надземными сооружениями позволили получить за сорок лет исследований новые проектно-конструкторские и технологические решения, защищенные 17 патентами на изобретения и полезные модели и одним научным открытием [3,4]. Полученные проектно-конструкторские и технологические решения сертифицированы в виде 5 инновационных технологий на соответствие их действующим строительным правилам и нормам, ГОСТам и стандартам, а также получены Свидетельства от ФГУП «Стандартинформ» об их добровольной регистрации.

Использование сезоннопромерзающего пучинистого грунта в качестве основания для фундамента 3-х этажного многоквартирного жилого дома из сборных железобетонных конструкций крупнопанельного домостроения по серии 90 (ОМ) в Омске

В соответствии с техническим заданием на проектирование 3-х этажного 36 квартирного жилого дома из трех блок-секций, утвержденным Заказчиком ООО «СМТ «Стройбетон», предусматривалось использовать наши инновационные технологии [6, 8, 10] с целью снижения стоимости строительства фундаментов по сравнению с аналогом – свайными фундаментами из свай длиной 8-9 метров в мягко- и текучепластичных суглинках, залегающих с поверхности земли до глубины 4,6 м.

Отметим, что к моменту выполнения данных работ у нас уже был опыт использования пучинистного грунтового основания при строительстве 9-ти этажного кирпичного дома на 144 квартиры в г. Омске [5].

Уровень грунтовой воды на момент строительства в августе 2016 годанаходился в 1,5 метрах от поверхности земли, глубина промерзания согласно [1] – 1,94 метра для сухого грунта.

Определение расчётной глубины сезонного промерзания грунта под фундаментом на период строительства для оголенной от снега поверхности при влажности грунта W=0,3; Tbf = по табл. Б. [7] для незасоленных грунтов. Tbf =-0,2°С согласно [6].

По графику на рисунке 1 определяем глубину промерзания под фундаментом с учетом Tbf = -0,2°С — dfn = 1,34 м; толщина твердомерзлого грунта под фундаментом для суглинка при Т=-1,0°С составляет 1,17 м; глубина заложения водопровода при влажности грунта W=0,3 для оголенной поверхности при коэффициенте Yс1=0,74, Yс2=1,0, dfn = (1,94+0,5)*0,74*1,0 = 1,8 м. Глубину промерзания грунта под проездами при В>4hfn принимаем dfn =1,34, с учетом начала промерзания Tbf = -0,2°С.

Рис. 1. Графики распределения температур в грунте для оголенной от снега поверхности: 1 — для суглинка согласно [1] ; 2 — то же, при влажности грунта W=0,3 для фундамента; 3 — то же, для водопровода, согласно [5]

Принимаем зависимость относительной деформации морозного пучения глинистого грунта, преимущественно с минералогическим составом из иллита, от давления согласно [10] по формулам:

При давлении на поверхность пластично-мерзлого грунта в пределах рi< 50 кПа:

рi = 317 exp(-23,6 ) (1)

При рi 50 кПа:

рi = 317 exp(-30 ) (2)

Относительную податливость грунта под динамометром сжатия принимаем = 0,0095 аналогично [9], а общую величину морозного пучения грунта под фундаментом определяем по формуле:

hff= df + df (3)

где df – глубина промерзания грунта ниже подошвы фундамента, м;

Ddf – минимальная толщина прорезаемого грунта под подошвой фундамента, принимаемая из условия обеспечения точности определения hff  равной 0,125…0,25 м;

– относительная деформация морозного пучения i-го слоя при давлении от фундамента рi.

На рисунке 2 показаны графики степени пучинистости грунта от давления.

Рис.2. Графики зависимости степени пучинистости грунта от давления: 1, 3 — нормативная и расчетная кривые для мягкопластичного суглинка; 2 — нормативная кривая для тугопластичного суглинка

Определение распределения давления от фундамента на промерзаемый грунт по глубине промерзания

В соответствии с расчетной схемой взаимодействия консоли из твердомерзлого грунта за пределами наружной грани фундамента с нормальными силами морозного пучения (см. Рис.3) [13] определяем длину консоли по формуле:

С = 0,75 (4)

где Mf – изгибающий момент, действующий на твердомерзлы консоль, кН.м, определяемый по формуле:

M=RpfWT(5)

WT – момент сопротивления твердомерзлого слоя грунта прямоугольного сечения с учетом неупругих деформаций по аналогии с бетоном, определяемый по формуле:

WT = (6)

где  b – ширина консоли, м;

hT – толщина твердомерзлого слоя консоли, м;

рf – вертикальное напряжение морозного пучения, действующее на консоль, кПа.

Рис. 3. К определению расчетной горизонтальной проекции плоскости сдвига ТСГ под фундаментом: 1 – фундамент, 2 – твердомерзлый грунт, 3 – пластичномерзлый слой грунта

Предварительно определяем морозное пучение текучепластичного суглинка под ленточным фундаментом с учетом указаний [10, 9], которое составило около 8 см, что не допускается согласно [10]. Для усиления прочности грунта основания и уменьшения величины морозного выпучивания проектом предусмотрено устройство под фундаментом подушки из мелкого песка толщиной 500 мм по всей площади котлована с уплотнениями до Кcom = 091-0,93 (с коэффициентом пористости песка е 0,6).

На рисунке 4 показан график изменения давления от фундамента на поверхность текучепластичного мерзлого грунта, а также от собственного веса грунта. Общая глубина промерзания грунта от поверхности пола техподполья определена в соответствии с указаниями [14] как для площадок, сложенных неоднородными по глубине грунтами и составила 1,79 м, в том числе мелкий песок 90 см и мягко-текучепластичный суглинок 89 см.

Величина морозного пучения, определенная по формуле (2) составила менее 6 см, что допускается при погонной изгибной жесткости здания [EJ] 4,36*105кН*м2.

Рис. 4. Расчетная схема ленточного фундамента на пучинистом грунтовом основании:

а) графики сдвига твердомерзлых слоев суглинка под фундаментом; б) графики распределения давления от фундамента и собственного веса грунта по глубине промерзания: 1 — ленточный фундамент; 2 — песчаная подушка; 3 — твердомерзлые слои суглинка; 4 — пластичномерзлый суглинок; 5 — граница начала замерзания суглинка; 6 — граница нулевой температуры; 7 — граница сдвига мерзлого грунта, 8,9 — граница изменения давления по глубине промерзания соответственно от веса грунта и фундамента

Определение предельно-допустимого давления от фундамента на оттаивающее основание

При проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистом грунтовом основании предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружения на всех стадиях строительства, включая «форс-мажорные» обстоятельства, и эксплуатации.

Наличие мерзлой песчаной подушки так же исключает неравномерные деформации здания в продольном и поперечном направлениях.

Как показывают наши исследования [9] и исследования В. Карлова [15], в процессе оттаивания значительно уменьшается прочность оттаявшего грунта под фундаментами.

Условием расчета оттаявшего основания по несущей способности является соблюдение условия [15]:

p Меньше или равно рth.u

рth.u = (7)

Нами получено предельное сопротивление срезу оттаявшего мягкопластичного суглинка =37.5 кПа.

По данным [15, табл. 5.6], при показателях текучести JL=0,85, удельное сцепление уменьшается в 2,16 раза, а угол внутреннего трения в 1,33 раза. Эти данные можно использовать для определения сопротивления грунта срезу , угла внутреннего трения иудельного сцепления :

= + *150=6+0,2*150=36 кПа.

Полученное нами значение сопротивления грунта срезу =37,5 кПа практически совпадает с данными [15] =36 кПа.

рth.u = = = 116 кПа

С учетом коэффициента надежности = 1,2:

Rth= = = 97 кПа >Rth.u= 85 кПа

При давлении на промерзающие глинистые грунты в пределах 100-150кПа, величина морозного пучения грунта и его осадка при оттаивании примерно равны [15], что подтверждается нашими исследованиями за осадками фундаментов под теплотрассу [12].

Учитывая наличие твердомерзлого песка толщиной 500 мм, расчет здания на неравномерное морозное пучение основания не выполняем.

Расчет здания на неравномерные осадки при оттаивании грунта под фундаментами

Расчетная схема стен бескаркасных зданий на ленточных фундаментах принимается в виде полубесконечной балки постоянной изгибной жесткости на равно оседающих (пучащихся) опорах с одинаковыми пролетами (lc), примерно равными высоте здания от низа подошвы фундамента до центра тяжести верхнего пояса под плитами покрытия (H), т.е. lc H. Для бескаркасных панельных зданий пролет принимается равным половине длины блок-секции. Для нашего случая l= 16,2/2=8,1 м. Изгибная жесткость 3-х этажного панельного здания составила [EJ]c=10,3*106 кН*м2.

Величину прогиба (выгиба) наружных стен здания при оттаивании грунта определяем по формуле:

f(th)=                 (8)

где f(th) – относительный прогиб (выгиб) продольной наружной стены при оттаивании мерзлого грунта, мм;

hff – величина морозного пучения равная величине оттаивания, мм;

– показатель гибкости и жесткости стен, определяемый по формуле:

=                              (9)

где – длина участка равная 8,1 м;

– экспериментальная длина участка [11] равная 3,0 м;

– коэффициент условий работы, учитывающий наличие уплотненный песчаной подушки, когда коэффициент уплотнения контролируется лабораторией, при толщине подушки h=0,5 м =0,6 и при h=0,3 м =0,8:

[EJ]э = 4, 36*105кНм2 – изгибная жесткость стены экспериментального сооружения [11].

[EJ]= 10,3*106кНм2 – изгибная жесткость продольной наружной стены блок-секции, определяемый согласно СН*321-65 и ВСН-32-77.

Прогиб (выгиб) здания составил около 4 мм, что менее допустимого значения:

fu= 0,0004 >fф = 0,00012

Расчет изгибающего момента, площади растянутой арматуры в стыках, изгибной жесткости стен и других параметров для определения напряженно-деформированного состояния стен приведены в примерах расчетов кирпичных ипанельных зданий в работе[10].

Технико-экономические показатели от внедрения 3-х ЕИТ

При определении технико-экономических показателей в качестве аналога использованы свайные фундаменты 3-х этажного аналогичного здания, построенного в этом же микрорайоне в аналогичных грунтовых условиях.

Общая площадь квартир – 1761,3 м2.

Общая площадь дома – 1947,2 м2.

Таблица. Сметные показатели при строительстве фундаментов

Показатель	Аналог, жилой дом №7 (свайные фундаменты)	Жилой дом №12 с использованием ЕИТ на малозаглубленных фундаментах
Сметная стоимость фундаментов тыс. руб.	5335,46	1475,025
Средства оплаты труда тыс. руб.	420,713	72,505
Трудоемкость чел./час	1686	346

Отметим, что при использовании пучинистых грунтовых оснований под мелкозаглубленные фундаменты взамен свайных, увеличиваются затраты на лабораторные исследования примерно на 250-300 тыс. руб. в текущих ценах. При этом исключаются полевые работы по статическому зондированию для проектирования свайных фундаментов на сумму около 83 тыс. рублей.

В настоящее время осуществляется геотехнический мониторинг согласно указаний [1].

Список литературы

1. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М., 2011, 161 с.
2. Абжалимов Р.Ш. «О коммерциализации научно-технической деятельности в строительной отрасли» // Экономика строительства. №1, 2016 г. с.44-47.

Источник: https://www.geoinfo.ru/product/abzhalimov-rais-shakirovich/sezonnopromerzayushchie-puchinistye-grunty-ehkonomnoe-osnovanie-dlya-fundamentov-maloehtazhnyh-zdanij-34845.shtml