Требования к фундаментам на вечномерзлых грунтах

Содержание

DefSmeta: обеспечение оптимального взаимодействия сметного отдела, ПТО и отдела снабжения

Программа DefSmeta синхронизирует списки реально используемых ресурсов со всеми расценками, которые применяет ваша организация в своей деятельности.

В результате, вы получите возможность создавать списки реальных ресурсов для снабжения объекта по предоставленной смете.

Но самое главное, вы сможете не только прогнозировать доставку материалов на объект, но и вести учёт материалов поставляемых на объект строительства и автоматически определять сколько нужно довести материалов для выполнения определённых работ, с учётом того, сколько материалов привезено раньше. Программа DefSmeta позволяет это делать очень быстро и точно.

Просмотров статьи: 109514 с 10.03.2009

Ознакомиться с изданиями из категории «Справочники архитектора, проектировщика, строителя»

Текст ГОСТ 24546-81 Сваи. Методы полевых испытаний в вечномерзлых грунтах

>

131e2122_24546-81-1.png

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Геологическое исследование грунта под фундамент

Перед планировкой расположения фундамента и определения его типа, в первую очередь, необходимо произвести геологическое исследование грунта. Ведь фундаменты на разных грунтах будут совершенно отличаться друг от друга. Что хорошо будет на песчаном грунте, то совершенно будет неприемлемо при пучинистом или глинистом. А если возвести дом, не учитывая все эти нюансы, то со временем здание может «осесть» или перекоситься, ломая при этом стены и крышу.

Инженерно-геологический анализ можно доверить специалистам, а можно и сэкономить, произведя его самостоятельно. Сделать это можно двумя методами: определением процентного отношения песка, глины и ила или с помощью визуально-тактильной оценки. Рассмотрим второй, наиболее простой, метод.

Свойства вечномерзлых почв

Вечномерзлой считается порода, находящаяся в твердом состоянии более трех лет, которая характеризуется неустойчивой структурой и значительными просадками при оттаивании. Различают две ее части по вертикали:

  • деятельный слой — верхний пласт, способный частично оттаивать в летный период с последующим замерзанием осенью, что вызывает сезонное пучение, негативно влияющее на фундамент постройки;
  • вечномерзлый слой — непрерывно мерзлая толща может быть однородной или слоистой на основе смерзшихся пластов и/или льдистых включений, размывающихся подпочвенными водами.

В зависимости от климатических условий деятельные слои могут залегать до 4,0 м. При этом наибольшая толщина наблюдается в песчанике и осколочных скальных породах с большим количеством открытых пор. По типу деятельный пласт может быть сливающимся (промерзающим на всю глубину) или несливающимся, когда между ним и вечной мерзлотой имеется незамерзающая прослойка. Мерзлые толщи классифицируются на три группы: твердомерзлые (скальные), пластичномерзлые или сыпучемерзлые (рыхлые).

Устройство свай в вечномерзлых грунтах

,

4.13. . 393-69, 10922-75 » . » .

4.14. . .

4.15. 1 , :

) , 40 (. 1);

) .

4.16. :

10922-75 () .

4.17. , — , .

4.18. 5 , 3 800-1000 , . 3 2 — .

4.19. , , .

K-1(. 1).

4.20. :

) ;

) .

4.21. K-3( 1) .

. , . , , .

4.22. ( 1) 393-69. . , , , — .

4.23. , . 100 .

4.24. , , .

4.25. .

. 4.3 «» , — . , , .

Скальные грунты

Скальными называют грунты, характеризующиеся наличием жестких (кристаллических) структурных связей между частицами. В естественных условиях они представляют собой твердые и прочные породы, залегающие вблизи или непосредственно на поверхности земли в виде сплошных однородных или трещиноватых массивов.

В большинстве случаев скальные грунты легко отличить от нескальных по внешнему виду. Главной же их особенностью является то, что ввиду значительной прочности скальные основания практически не сжимаются под действием того диапазона нагрузок, который характерен для большинства объектов промышленно-гражданского строительства.

Рис.1. Скальные грунты. Здания на скальных грунтах

Скальные грунты достаточной мощности, при отсутствии крупных внутренних пустот, трещин и расслоений являются прекрасным основанием практически для любого сооружения. Более того, в отдельных случаях скальные породы сами могут выполнять роль фундамента, т.к. их несущей способности обычно оказывается достаточно для того, чтобы «держать» относительно небольшое сооружение, просто поставленное сверху. Так, например, знаменитые своей высотой нью-йоркские небоскребы стоят не на сваях, а на естественном основании, сложенным скальными грунтами.

  ДОСТОИНСТВА:

  • Не сжимаются под нагрузкой;
  • Не подвержены негативному влиянию воды;
  • Не подвержены морозному пучению;
  • Не требуют заглублённого фундамента, а значит – дают возможность сэкономить!

Какая преимущественно глубина залегания грунтовых вод и на что это влияет

Скальный тип грунта – сплошная твердая масса, которая является идеальным основанием для постройки сооружений любого типа. Участок именно с таким грунтом подбирают для постройки тяжелых многоэтажных зданий. Это связано еще и с тем, что природные скальные грунты обладают водонепроницаемостью, поэтому такой показатель, как глубина залегания грунтовых вод, является несущественным при выборе оптимального типа фундамента.

Механика грунтов основания и фундаменты

При оценке грунтов имеют немаловажное значение следующие физические характеристики:

  • размер частиц грунта и их сцепление между собой;
  • наличие различных включений;
  • показатель трения частей грунта между собой;
  • способность впитывать и удерживать воду;
  • показатель размываемости и растворимости;
  • свойство сжиматься, разрыхляться.

Почвы бывают рыхлые и скальные. Сооружения, в основном, возводят на рыхлых грунтах, которые, в свою очередь, бывают песчаными и глиняными. Остальные виды рыхлых грунтов представляют собой различные комбинации по составу глины и песка:

  • супеси (5-10% включения глины) — легкие, тяжелые, пылеватые;
  • суглинистые (10-30% глины) — легкие, пылеватые и тяжелые.

В зависимости от основных физических свойств песка и глины можно определить механику грунта, на котором предполагается соорудить жилище. Например, глина при намокании увеличивается по объему, а при высыхании — уменьшается. Песок же, высыхая, объема своего не меняет. Частицы глины отлично связываются между собой, частицы песка — нет. Песок под воздействием сильной нагрузки практически не сжимается, глина наоборот, обладает отличной способностью к сжатию. Исходя из этого, можно сделать вывод, что при способности глинистых почв сильно сжиматься, вспучиваться при замерзании и легко размываться, лучше всего закладывать фундамент на всю глубину вероятного промерзания почвы. На песчаных же почвах можно углублять фундамент всего лишь на 50-70 см.

Фундаменты могут быть свайными и возводимыми в специально вырытых котлованах. Последние подразделяются на ленточные, сплошные в виде плит под стены, фундаменты под колонны вместе с фундаментными балками, прочные массивы под все здание. Свайные фундаменты различаются лишь способом погружения их в грунт: забивные, вдавливаемые и ввинчиваемые.

Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:

  • Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
  • Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
  • Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
  • Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.

Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.

Применение скального грунта для дорожных работ

Скальный грунт широко применяется в дорожном строительстве.

Его используют в следующих работах:

  • Создание основы под дорожным полотном
  • Устройство временных дорог, подземных путей
  • Устройство грунтовых дорог
  • Дорожный ремонт
  • Создание насыпей и обочин

Дальше мы детальнее расскажем о каждом виде работ.

Создание основы под дорожным полотном

Чем прочнее основание, тем дольше прослужит дорога. На ней будут реже появляться ямы и трещины. Часто основания делают из щебня, но для экономии без потери качества можно использовать скальный грунт. По своим характеристикам он должен соответствовать требованиям СНиП 3.06.03-85 от 1986-01-01 (Автомобильные дороги).

Для оснований берут крупную фракцию, 0-500. Если строится трасса с большим трафиком, лучше всего использовать взрывной грунт из магматических пород. Для небольших дорог подойдет и разборный, метаморфический или осадочный.

Грунт для оснований должен обладать достаточно высокой прочностью на односторонне сжатие и на сдвиг, маркой по дробимости не ниже М400-М600 и высокой морозостойкостью. Нежелательно использовать для таких целей сильно выветренные породы.

Устройство временных дорог, подземных путей

Для временной дороги можно использовать взрывной и разборный скальный грунт любого происхождения. Выбор во многом зависит от количества и веса автомобилей, которые будут проезжать по покрытию на протяжении всего срока эксплуатации. Если предвидится интенсивное использование проезда, нужно брать прочный взрывной грунт магматического происхождения. Когда вы хотите построить подъезд к частной стройке, лучше ориентироваться на цену, здесь подойдет более дешевый материал.

Чтобы дорогу не пришлось ремонтировать, делают покрытие в 2-3 слоя, каждый по 10 см толщиной. Для нижнего используют мелкую скалу фракции 0-200. Верхний слой отсыпается щебнем 40-70 мм (о том, как его выбрать, читайте в статье Щебень для грунтовых дорог).

Скальный грунт для временной дороги позволяет не только сэкономить средства. В нем есть частицы разного размера, которые используют для расклинцовки. Укреплять полотно можно и недорогими вяжущими материалами. Для этого подойдут остатки портландцемента, шлаки черной и цветной металлургии, известь, битум, деготь. Но на подъездах к небольшим участкам, где не предусмотрено интенсивное движение тяжелого транспорта, вяжущие вещества применять не обязательно.

Устройство грунтовых дорог

Основания грунтовых дорог из скалы получаются достаточно качественными. Ее также используют для укрепления слабых грунтов (песчаных, супесчаных, лессовых), где в дальнейшем планируется устройство дороги. Материал дешевле щебня, но в то же время прочнее этого материала.

При покупке нужно обратить внимание на прочность и марку по дробимости. Желательно, чтобы первый показатель был не ниже 50 МПа, а второй – М400 и выше. Важно также проверить марку по истираемости породы. Она должна быть от И1 до И3. При таких параметрах полотно будет медленнее разрушаться под грузом транспортных средств.

Для укрепления грунта, осушения участка и оборудования нижних слоев дороги берут крупную и среднюю фракцию. При трамбовке небольшие камни и песок заполняют пустоты, получается эффект расклинцовки. Толщина покрытия должна быть 20-30 см. Его засыпают и трамбуют слоями по 10 см.

Что касается верхнего слоя, то тут скала не подойдет из-за ее неоднородного состава. Выровнять покрытие будет очень тяжело, поэтому логичнее обратить внимание на менее крупные материалы – например, ПГС.

При строительстве капитальной грунтовки желательно укрепить дорожное полотно вяжущими веществами (битумом, известью, цементом, дегтем). Тогда дорога прослужит дольше, ее реже придется ремонтировать.

Подробнее о том, как оборудовать грунтовку вы можете прочитать в статье «Строительство грунтовых дорог».

Создание насыпей и обочин

Скальный грунт – это универсальный материал для создания насыпей. Его можно использовать при строительстве дорог любого класса. Ограничения существуют только для материалов из осадочных пород, в которых есть много растворимых включений (сульфатов, больше 30-40% гипса, мела, опоки), а также примесей мелкого песка, набухающих видов глины. Не используются скальные грунты из легко размягчаемых и сильно выветренных пород. Для дорог с большим трафиком, а также железнодорожных путей лучше брать не разборный, а взрывной тип материала.

Для нижнего слоя насыпи подойдет грунт крупной фракции. Верхние слои делают из мелкого или среднего. Обочины засыпают мелким скальным грунтом. Предварительно из него удаляют крупные частицы, диаметр которых превышает 40-70 мм.

Дорожный ремонт

Для дорожного ремонта скальный грунт используется реже, чем для других работ. Дело в том, что ямы и трещины лучше засыпать мелким материалом. Для таких целей больше подходит щебень, гравий, дресва или срезка асфальта.

Если вы решили использовать скальный грунт, покупайте мелкую фракцию. Материал нужно просеять, чтобы отделить слишком крупные частицы (с диаметром от 50-70 мм). Для повышения качества ремонтных работ скальный грунт смешивают с вяжущими веществами.

Крупнообломочные грунты

Под воздействием комплекса физических факторов (воды, ветра, сейсмических колебаний, циклов попеременного оттаивания-замораживания и т.п.) скальные породы со временем разрушаются, превращаясь из монолита в рыхлую массу. Этот процесс называется выветриванием и начинается с образования в скале трещин и пустот, первое время не влияющих на прочность и целостность массива. Но их дальнейшее развитие (которое может длиться веками) постепенно приводит к разрушению структурных кристаллических связей между твердыми частицами, результатом чего становится расслоение некогда прочной и целостной скальной породы на множество отдельных самостоятельно работающих фрагментов различной крупности. Так в результате естественного разрушения (выветривания) скальных пород появилась следующая категория грунтов, получивших название крупнообломочных.

Согласно пункту 3.15 ГОСТ 25100-2011, к данной категории относятся грунты, в объеме которых содержится более 50% минеральных частиц крупностью от 2 до 200 мм. Так же как и скальные, крупнообломочные грунты довольно легко идентифицируются по внешним признакам. Как видно из Рис.2, они состоят из обломков выветрившихся осадочных скальных пород, щебня, гальки и гравия.

Рис.2. Крупнообломочные грунты в «чистом виде» (без заполнителя)
(валунный — галечниковый — щебенистый)

В зависимости от крупности преобладающих зерен все тот же ГОСТ 25100-2011 определяет следующие разновидности крупнообломочных грунтов:

  валунный / глыбовый — >50% частиц размером >200 мм;
  галечниковый / щебенистый — >50% частиц размером >10 мм;
  гравийный / дресвяный — >50% частиц размером >2 мм.

На Рис.2 представлены фото невыветрелых крупнообломочных грунтов в «чистом» виде, т.е. не имеющих в своем составе песчано-глинистых заполнителей. Такие грунты являются надежным основанием для фундаментов малоэтажных домов. Им не страшны ни морозное пучинистые процессы, ни высокий уровень грунтовых вод, а прочность их сопоставима с прочностью многовековых скальных пород. Расчетное сопротивление «чистых» крупнообломочных грунтов лежит в диапазоне 500-900 кПа, чего вполне достаточно, чтобы держать вес кирпичного 2-3 этажного здания со сборными железобетонными перекрытиями. Так что, если на вашем участке у дневной поверхности залегает мощный слой такого грунта — считайте, что вам крупно повезло!

Однако, в «чистом» виде крупнообломочные грунты встречаются крайне редко, по крайней мере на территории РФ это уж точно. В большинстве случаев в их составе помимо «каменной» основы присутствует еще и мелкая составляющая, представленная включением песчаного или глинистого заполнителя (см. Рис.3).

Рис.3. Крупнообломочные грунты с наличием песчано-глинистого заполнителя

Если на единицу массы крупнообломочного грунта приходится свыше 40% песчаного и 30% глинистого заполнителя к его названию принято добавлять приставку, соответствующую видовой принадлежности частиц заполнителя. Полное наименование грунта в этом случае записывается следующим образом: «Галечниковый (щебенистый) грунт с песчаным / пылевато-глинистым заполнителем».

Наличие в составе крупнообломочных грунтов песчано-глинистых примесей отрицательно сказывается на их прочности, а в некоторых случаях ставит под сомнение целесообразность использования их в качестве основания фундаментов. Так, если расчетное сопротивление не выветрелых крупнообломочных грунтов в «чистом» виде лежит в пределах 500-900 кПа, то при наличии в их составе песчаного или глинистого заполнителя величина сопротивления уменьшается до 350-600 кПа.

Усредненные значения расчетного сопротивления грунта R0 (при показателе текучести IL от 0,25 до 0,75) составляют:

 Галечниковые (щебенистые) грунты с заполнителем:

песчаным
глинистым при IL< 0,25

— 600 кПа
— 450 / 400 кПа

При наличии в крупнообломочном грунте более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато–глинистого заполнителя от общей массы сухого грунта в наименовании грунта учитывается только мелкая составляющая грунта, т.к. именно она определяет несущую способность грунта. Подобный грунт будет пучинистым, если мелкая составляющая — глина или мелкий пылеватый песок.

Доступные способы погружения

Особенности погружения свай в мерзлые грунты определяются с учетом конкретной ситуации и текущего состояния почвы. Существует несколько вариантов монтажа винтовых опор:

  1. механизированная установка применяется при промерзании до 700 мм и предполагает использование дорогостоящего оборудования или особой грузоподъемной техники;
  2. монтаж в лидирующие скважины производится при промерзании более 700 мм с предварительным размораживанием специальными иглами или другими устройствами;
  3. забивание свай в скважины меньшего диаметра или без предварительной подготовки замерзшего грунта.

Два первых методы целесообразно применять при устройстве несущей конструкции на участках с твердомерзлой толщей, а третий способ чаще всего задействуют для пластичных типов почвы. При этом в целях максимальной экономии средств и сил следует использовать естественное состояние вечномерзлой структуры без нарушения ее свойств. Если в процессе монтажа производилось предварительное оттаивание, необходимо в кратчайшие сроки восстановить природные свойства пластов. Такой принцип способствует быстрому смерзанию поверхностей стоек с грунтом, позволяя им формировать повышенную несущую способность.

Фундаменты на вечномерзлых грунтах

Единственным и верным решением на вечномерзлых грунтах является сооружение фундамента из свай или столбов. Причем столбы должны быть диаметром около одного метра, а сваи примерно 40х40 см. Нижняя часть такого фундамента опирается на вечномерзлые грунты, что не позволит ей деформироваться. Возводить такой фундамент можно в любое время года, что немаловажно в условиях вечной мерзлоты.

Какой лучше выбрать фундамент

Строительство частного дома на природных скальных грунтах можно выполнять с использованием различных видов фундаментов:


  • Заглублённый ленточный фундамент. 

Такое основание лучше всего использовать на грунтах, которые не полностью, а только частично являются скальными. При заглубленном ленточном фундаменте вначале происходит разработка грунта, которая включает в себя копку котлована и выравнивание участка. После чего закладывается песчаная подушка, которая накрывается гидроизоляцией. Далее выполняется опалубка, армирование и заливка основания.

Такой тип фундамента отличаются прочностью и надежностью, но его использование возможно только в том случае, если грунт позволяет углубиться минимум на 70 см, а в случае со сплошными скальными грунтами бывает очень сложно углубиться больше, чем на 50 см.

Заглублённый ленточный фундамент

Заглублённый ленточный фундаментИсточник ast75.ru

  • Мелкозаглублённый ленточный фундамент.

Для такого основания достаточно заглубления ленты всего на 30 см, а песчаная подушка может и вовсе не использоваться. При ровном скальном грунте можно даже отказаться от использования армированного пояса.

Использование песчаной подушки не обязательно, но не запрещается

Использование песчаной подушки не обязательно, но не запрещаетсяИсточник sk-angara.ru

  • Плитный фундамент.

Представляет собой монолитное основание из бетона с дополнительным армированием. Наиболее затратный по материалам и времени возведения тип фундамента, который используется редко и только при острой необходимости.

Монолитный фундамент

Монолитный фундамент обходится дорого, поэтому используется редкоИсточник ar23.ru

  • Столбчатый.

Представляет собой ряд столбов, которые заглублены в грунт. Также есть разновидность такого фундамента с ростверком. В целом, такое основание является оптимальным решением по соотношению затрат материалов и времени. Но из-за своих характеристик, применение столбчатого фундамента разрешено только для лёгких хозпостроек.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент применим только для легких конструкцийИсточник rbumixbeton.ru

При выборе оптимального типа фундамента следует учитывать наклон участка, этажность и другие характеристики сооружения.

Специфика возведения

Обычный ленточный фундамент прямого типа построить на участке с уклоном достаточно сложно. Нужны серьезные подготовительные земельные работы, в ходе которых делается срез грунта для верхнего простенка и выкапывание траншеи, которая должна пройти через несколько слоев грунта.

Кроме этого нужно сделать подпорную стенку, после застывания ленты необходимо соорудить подпорную насыпь. На застывание бетона отводится не меньше месяца. И все это осуществляется только после тщательного изучения почвы и характеристик склона.

Укрепление уклона

Особое внимание при создании фундамента на склоне уделяется укреплению. В процессе эксплуатации опора дома может пострадать в результате подмывания осадочными водами и осыпания грунта.

Фундамент будет постепенно подниматься над уровнем грунта, который его удерживает в правильном положении, и в конечном итоге не сможет оказывать нужное сопротивление нагрузкам на разрыв.

foto13753-5Чтобы этого не произошло, у нижнего фасада:

  • устанавливают подпорные плиты,
  • строят террасы,
  • высаживают растения с развитой корневой системой.

Все это удерживает грунт, не дает ему осыпаться. Еще нужна качественная дренажная система, которая будет отводить осадки от здания на безопасное расстояние.

Ступенчатый ЛФ на крутом склоне

На участках с крутым склоном, где применение прямого ленточного фундамента нерационально или технически невозможно, применяют ступенчатый ленточный фундамент.

Он отличается тем, что закладывается не на одну глубину по всему периметру здания, а равными по высоте ступенями.

Первой укладывается нижняя ступень. Высота, ширина и длина высчитываются индивидуально. Арматурный каркас создается как для отдельной изолированной бетонной конструкции. После ее застывания укладывают вторую ступень, и так далее. В результате получается прочная опора, устойчивая к внешним воздействиям и к нагрузкам на разрыв.

При составлении схемы, в первую очередь на чертеже строения отмечают нижнюю точку грунта. Затем от нее отмеряют вниз нужную глубину заложения основания (меньше уровня промерзания).

К этой величине добавляют 50 см (толщина подушки). Если в регионе холодный климат, дополнительно копают траншею глубиной 2-2,5 м, а верхняя часть строения должна немного возвышаться над поверхностью земли.

Фундамент на песчаном грунте

Поскольку песчаные почвы практически не задерживают воду, а значит при замерзании остаются в прежнем объеме, поэтому фундамент можно закладывать совершенно любого типа: свайного, столбчатого, ленточного или на плите. А тщательное его утепление по всему основанию и грамотная установка дренажной системы позволит решить проблему близкого расположения грунтовых вод.

Если дом планируется сооружать без подвала, то отлично подойдет мелкозаглубленный ленточный фундамент. К тому же он менее затратный по сравнению с другими видами. Особенно идеально он подойдет для деревянного жилища. При планировании подвала фундаментную ленту рекомендуется сделать более глубокой.

1.

x036.gif

x038.gif

1

-920/28-16

-820/28-16

-720/28-16

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

28III

8000

16

128

617

28III

8000

16

128

617

28III

8000

16

128

617

10AI

95500

3

287

177

10AI

85000

3

255

157

10AI

74500

3

224

138

K-3

920×12

200

2

0,4

107

820×12

200

2

0,4

96

720×12

200

2

0,4

83

K-1

920×10

100

2

0,2

45

820×10

100

2

0,2

40

720×10

100

2

0,2

35

,

946

909

873

-920/25-16

-820/25-16

-720/25-16

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

D×δ1,
Ø,

, H1,

n,

n,

. ,

25III

8000

16

128

493

25III

8000

16

128

493

25III

8000

16

128

493

10AI

95500

3

287

177

10AI

85000

3

255

157

10AI

74500

3

224

138

K-2

920×12

200

2

0,36

80

820×12

180

2

0,36

71

720×12

180

2

0,36

63

K-1

920×10

100

2

0,2

45

820×10

100

2

0,2

40

720×10

100

2

0,2

35

,

795

761

729

— 1000, 900 800 .

:

1. AIII -50.

2. , 300 .

Фундаменты на вечномерзлых грунтах

Теплоизоляция фундаментов на вечномерзлых грунтах

Вопросы строительства на вечномёрзлых грунтах приобретают всё большую актуальность. Освоение Арктики, где открыты богатые месторождения нефти и газа, становится одной из приоритетных задач развития страны.
Из-за особенностей вечной мерзлоты строительство в данных условиях имеет свою специфику на всех стадиях реализации строительного проекта: инженерных изысканий, проектирования, строительных работ на площадке.

Специфика проектирования объектов на вечномерзлых грунтах

В зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, а также инженерно-геокриологических условий применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

  • принцип I – многолетнемерзлые грунты основания остаются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации сооружения;
  • принцип II – использование в качестве основания предварительно оттаявших грунтов или грунтов оттаивающих в период эксплуатации сооружения.

Для объектов на вечномерзлых грунтах проектируются фундаменты на подсыпках из песчаного грунта с теплоизоляцией, что значительно снижает затраты денег и труда на строительство, но при этом сохраняется высокая надежность зданий и сооружений. Подсыпки под фундаменты зданий сооружаются из песка, щебня, гравий, гравийно- и щебеночно-песчаных смесей. Для возведения объектов на подсыпках в условиях вечной мерзлоты распространены ленточные фундаменты, как наиболее надежные и лучше воспринимающие неравномерные деформации, которые необходимо учитывать на стадии проектирования.

Деформации при промерзании-оттаивании материала подсыпки ниже подошвы фундамента могут быть вызваны следующими факторами:

  • в материале подсыпки могут оказаться глинистые примеси в количестве выше допустимых, что при промерзании подсыпки вызовет ее пучение;
  • материал подсыпки может быть недостаточно уплотнен, что при передаче на него полезной нагрузки вызовет неравномерные осадки.

В проекты объектов в условиях вечной мерзлоты в качестве теплоизоляции фундаментов целесообразно закладывать ПЕНОПЛЭКС®.

В течение многих лет накоплен успешный опыт проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов на подсыпках в районах Крайнего Севера по принципу I (сохранение мерзлого состояния грунтов на весь период эксплуатации) с применением ПЕНОПЛЭКС®. Наличие этой высококачественной теплоизоляции в теле подсыпки существенно снижает мощность (толщину) подсыпки и увеличивает надежность вечномерзлых оснований.

Схема обустройства фундамента на вечномерзлом грунте с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС®

Разрез вентилируемого подполья здания с фундаментом.

  1. центральные плиты ПЕНОПЛЭКС®;
  2. краевые плиты ПЕНОПЛЭКС®;
  3. угловые плиты ПЕНОПЛЭКС®;
  4. фундамент;
  5. подсыпка;
  6. цоколь здания;
  7. вентиляционное отверстие;
  8. стена здания;
  9. перекрытие над вентилируемым подпольем;
  10. дерн.

План раскладки плит ПЕНОПЛЭКС®

Основным документом, регламентирующим проектирование, служит СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах». В развитие этого и других нормативов ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб» совместно с ФГУП НИЦ «Строительство» разработано «Руководство по применению теплоизоляции из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС® при проектировании и устройстве фундаментов зданий и опор трубопроводов на подсыпках на многолетнемерзлых грунтах». В настоящее время нормативная методика расчета фундаментов на подсыпке с использованием синтетических теплоизоляторов отсутствует, и данный документ восполняет указанный пробел при строительстве на вечномерзлых грунтах. При создании методики выполнен большой объем аналитических расчетов и разработаны математические модели теплового и механического взаимодействия теплоизолированных фундаментов на подсыпке с вечномерзлыми грунтами.

Специфика строительных работ по устройству фундаментов на вечномерзлых грунтах

Устройству фундаментов на подсыпках должны предшествовать следующие подготовительные работы: вырубка кустарника и корчевка пней; осушение площадки путем устройства водоотводных и нагорных канав, кюветов, лотков и т.п. с отводом воды в пониженные места; устройство подъездных путей и ЛЭП; строительство инженерных сетей до колодцев ввода и заглубленных конструкций, предусмотренных проектом.

При устройстве фундаментов на подсыпках следует избегать оттаивания грунтов в основании подсыпки в период строительства, что достигается ведением работ только в зимнее время после промерзания слоя сезонного оттаивания. При этом следует не допускать попадание в тело подсыпки снега и льда. Для ускорения промерзания слоя сезонного оттаивания рекомендуется в пределах контура подсыпки очищать снег.

Строительство фундаментов на подсыпках начинают с отсыпки рабочего слоя, по которому укладываются плиты ПЕНОПЛЭКС®, затем, если сооружается здание, то по плитам возводятся фундаменты, после чего отсыпается защитный слой и по нему устраивается бетонная или асфальтовая стяжка. Материал, применяемый для устройства подсыпки, должен быть непучинистым (содержание глинистых примесей не должно превышать 10% по весу), в уплотненном состоянии должен дренировать воду.

При возведении монолитных фундаментов следует руководствоваться нормативными документами на производство бетонных и железобетонных работ, а также местным опытом строительства. После монтажа сборных фундаментов или укладки бетона в монолитный фундамент следует произвести досыпку крупно скелетного грунта до проектной отметки с его тщательным уплотнением

После устройства фундаментов и досыпки грунта надлежит закончить планировку площадки вокруг фундамента с обеспечением стока воды от здания.

Преимущества теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® для применения в фундаментах с подсыпкой на вечномерзлых грунтах:

  • Из многочисленных преимуществ высококачественной теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® наиболее важными для применения в фундаментах на вечномерзлых грунтах являются отличные теплозащитные свойства, высокая прочность и длительный срок службы.
  • Очень низкая теплопроводность материала (0,034 Вт/м-К) обеспечит надежный заслон передаче тепла от фундамента до грунта, который сохранит свое мерзлое состояние на весь период эксплуатации.
  • Теплоизоляция фундамента постоянно находится в нагруженном состоянии, и высокая прочность на сжатие ПЕНОПЛЭКС®, которая составляет минимум 20 т/м2, позволит избежать нежелательных деформаций.
  • ПЕНОПЛЭКС® сохраняет свои теплотехнические свойства в условиях самой жесткой эксплуатации на протяжении более 50 лет: это показали испытания теплоизоляционных плит на долговечность в НИИ строительной физики (протокол № 132-1 от 29 октября 2001 года).
  • Высококачественная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® и надежная методика расчета фундаментов на вечномерзлых грунтах обеспечивают оптимальные технические решения для объектов в условиях Крайнего Севера.

Фундаменты на просадочных грунтах

При проектировании фундаментов на посадочных грунтах перед началом работ необходимо оценить следующие составляющие:

  • количество и свойства пластов грунта;
  • просадку почв при нагрузке;
  • расстояние, на котором проходят грунтовые воды;
  • глубину промерзания почвы;
  • габариты фундамента и потенциальную нагрузку на него дома.

Таким образом, проанализировав все эти данные, можно выбрать как плотно армированный ленточный фундамент, так и свайный или плиточный.

Видео описание

Пример бурения скважины в скальном грунте смотрите в видеоролике:

Вентиляция фундамента

Пространство под полом первого этажа обязательно должно вентилироваться, в противном случае скапливающаяся там влага начнет постепенно разрушать бетонные и деревянные конструкции. По действующим строительным нормам ленточный фундамент обязательно должен иметь отверстия для сквозного проветривания, называемые в народе «продухами» или «продушинами». Очень часто можно увидеть неправильно выполненные продухи: их мало, и они сделаны из тонких труб, поэтому не обеспечивают достаточной циркуляции воздуха. Помните: общая площадь продухов должна составлять не менее 1/400 от площади подполья, а площадь каждого из них не может быть меньше 0,05 м2. Их располагают на расстоянии не более 90 см от углов, при этом продухи, находящиеся на разных сторонах фундамента, должны быть расположены друг напротив друга. В радоноопасных районах общая площадь продухов должна быть не менее 1/100 от площади подполья.

Вентиляция ленточного фундамента

Вентиляция ленточного фундамента

Возможные оплошности и советы по строительству

При возведении фундамента на склоне необходимо учитывать, что он будет затрагивать разные слои грунта. Игнорирование вкрапления слабых грунтов – это одна из основных ошибок. Лента не должна опираться на ненадежный грунт.

При необходимости его полностью снимают, и укладывают фундамент ниже, или подсыпают более плотную породу.

Еще одна распространенная ошибка – отсутствие дренажной системы и укрепления. Незащищенная опора здания через время начнет смещаться. Ее нужно закрепить в нижней части, чтобы она уперлась в препятствие.

Если не получается сразу уложить плитное основание, в качестве укрепления используют различные подручные материалы.

Фундаменты на глинистых грунтах

Глинистые почвы являются одними из самых сложных и выбор для них типа фундамента будет напрямую зависеть от пролегания грунтовых вод. При глубоком их прохождении возможно использование ленточного фундамента с расширением в нижней части и с частичным использованием опорных свай.

Однако, наиболее прочным в случае значительного количества воды будет использование фундамента на сваях. Если предполагается строительство дома с несколькими этажами, то на сваи кладутся железобетонные плиты или балки, которые будут скреплять всю конструкцию. Сваи обычно вбивают или вкручивают до тех пор, пока они не дойдут до слоя несжимаемого грунта.

Прочитав данную статью, вы узнаете про

устройство отмостки дома

. Технология, размеры.

А в этой статье рассказывается про утепление, гидроизоляцию и ремонт отмостки.

Буроопускные сваи

Каркас буроопускной сваи
Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

  • Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
  • Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Видео по теме статьи

Какой тип фундамента выбрать, если вы приобрели участок с уклоном — видео-консультация:

Укрепление, замена грунта под фундаментом

Чтобы повысить прочность грунта под фундаментом, широко используют искусственное закрепление почв:

  • цементирование по специальным сваям для уплотнения песков;
     
  • силикатизация или заполнение грунта под основание химическим раствором;
     
  • термический обжиг газами при высокой температуре;
     
  • пропускание электрического тока через глинистые влажные почвы с целью ее осушения;
     
  • электрохимический способ совмещает в себе электрический с одновременным нагнетанием химикатов в почву;
     
  • механическое утрамбовывание почвы или изготовление грунтовых подушек.

Однако, бывают случаи, когда укрепление заведомо слабого грунта очень затратно и экономически невыгодно. Тогда замена самого грунта будет являться единственным выходом из этой непростой ситуации. Это происходит следующим образом: слабые почвы под основанием убираются, а взамен укладывается песчано-гравийный, а затем грунтово-цементный слой с минимальным коэффициентом сжатия материала.

Построить дом можно на абсолютно любом грунте. Для этого стоит лишь изучить его свойства и выбрать соответствующий тип фундамента, который позволит простоять жилищу долгие десятилетия, совершенно не доставляя хозяину хлопот с капитальным ремонтом стен, крыши и остальных перекрытий.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...