Пучинистый грунт

Чтобы цементное молоко при бетонировании не уходило в песок, на подготовленное основание расстилают гидроизоляционный материал .

Взаимодействие плитных фундаментов с пучинистыми грунтами. Исследования показали, чем больше площадь плитного фундамента, тем меньшие нормальные удельные силы пучения приходятся на единицу его площади. Эта закономерность связана с уменьшением доли краевых сил пучения по периметру плиты на суммарные силы при увеличении ее площади. На рис. 3 показана зависимость параметра К = П/S от величины площади плиты S, где П — периметр квадратного фундамента. При изменении размеров сторон плитного фундамента закономерность изменения параметра К остается той же.

Надежность фундаментов в пучинистых грунтах определяется прежде всего его устойчивостью против воздействия касательных сил пучения. Под устойчивым состоянием понимается такое взаимодействие фундамента с пучинистым основанием, при котором под действием касательных сил пучения не происходит его отрыва от основания.

Поэтому незаглубленные плитные фундаменты устойчивы по своему положению — касательные силы пучения отсутствуют. Заглубленные плитные фундаменты в домах с цокольным этажом, заложенные ниже глубины промерзания, тоже устойчивы, если они армированием не соединены со стенами цокольного этажа в единую конструкцию. Если все же соединены, то на устойчивость рассчитывается не фундамент, а стены цокольного этажа. При устройстве на пучинистых грунтах незаглубленных плитных фундаментов под отапливаемыми бесподвальными домами в процессе эксплуатации основание не промерзает и деформации пучения не наблюдаются. В неотапливаемых домах деформации пучения происходят. Их ограничивают, заменяя часть пучинистого грунта непучинистым.

Противопучинную подушку устраивают из крупного или средней крупности песка. Неравномерность деформаций пучения в различных частях дома нивелируется жесткостью плиты, монолитного цоколя и податливостью песчаной подушки. В последнее время все чаще для уменьшения или исключения деформаций пучения используют утеплители, размещаемые под плитой или на ней. При устройстве незаглубленных плитных фундаментов на слабых грунтах деформации пучения значительно снижаются за счет сжатия под действием сил пучения слоя грунта, расположенного ниже фронта промерзания. И все же имеются многочисленные примеры повреждений плитных фундаментов морозным пучением из-за неправильного ведения строительных работ .

Чаще такие повреждения наблюдаются у плитных фундаментов в домах с цокольным этажом, когда допускается промерзание пучинистого основания под плитой в зимний период. Самым опасным периодом для целости плитного фундамента является зима при незавершенном строительстве, когда возведена частично или полностью коробка дома, а отрицательная температура воздуха у плиты такая же, как снаружи. Так как фундаментную плиту цокольного этажа закладывают, как правило, ниже расчетной глубины промерзания, то никакие противопучинные мероприятия в общем случае под плитой не требуются и потому их не выполняют. При промерзании пучинистого основания плита, удерживаемая нагрузкой от стен цокольного этажа и надфундаментной части дома, в пролете между стенами воспринимает значительные нагрузки от нормальных сил пучения, которые в Подмосковье могут достигать 80 тс/м2 и больше. Обычно фундаментные плиты на такое сочетание нагрузок не проектируют. Расчеты показывают, что в зависимости от пролетов между стенами, толщины плиты и степени пучинистости грунтов требуется арматура ~ 25 мм. Это примерно в 2 раза превышает необходимый диаметр при принятом армировании.

Альтернативой усиленному армированию является недопущение промерзания пучинистого основания путем заложения постоянного или временного утеплителя. При обычном армировании плитных фундаментов промерзание пучинистого основания не допускается. Однако часто встречаются такие форс-мажорные обстоятельства, при которых было допущено промерзание пучинистого основания и плита получила повреждения. Обычно это обнаруживается по трещинам, например, в кирпичной кладке стен (фото 4). Дальше обнаруживают трещины в стенах цокольного этажа, выполненных из фундаментных блоков (фото 5), кирпичной кладки  и даже из монолитного железобетона (фото 7), если стены цокольного этажа армированием соединены с плитой в единую конструкцию. Плита, получив повреждение в виде трещины (трещин), меняет свою геометрию, так что и другие конструкции разрушаются, трещины идут по конструкциям вверх, как правило, с расширением.

Дом приходит в аварийное состояние. Такой ситуации можно избежать даже при повреждении плиты, если стены цокольного этажа выполнить из монолитного железобетона, не связанными армированием с фундаментной плитой. Плитный фундамент,Расчет и конструирование плитных фундаментов,Заключение

Пучение обусловлено тем, что накапливающаяся при промерзании грунта избыточная влага увеличивается в объеме в 1,092 раза . Но даже когда грунтовые воды находятся глубоко и не влияют на процесс пучения, оно происходит за счет перераспределения влаги в порах грунта в пределах глубины промерзания и расположенного ниже слоя грунта. Избыточное накопление воды в виде линз льда в верхней зоне промерзания происходит за счет иссушения нижних слоев грунта. Такие грунты, как правило, характеризуются как слабопучинистые. При близком расположении грунтовых вод к поверхности грунта в течение 3-4-месячного периода из неисчерпаемого источника происходит движение воды к фронту промерзания, который в свою очередь перемещается вниз. В табл. 1 приведены значения возможной высоты миграции влаги к фронту промерзания. При таких значениях уровня грунтовых вод грунты в большинстве случаев характеризуются как сильнопучинистые. По степени морозоопасности грунты делят на слабо-, средне- и сильнопучинистые.

Величина деформации грунта зависит от степени его пучинистости. В условиях Подмосковья деформации пучения дневной поверхности грунта, регулярно очищаемой от снега, в сильнопучинистых грунтах могут достигать 17…20 см. Для сравнения укажем, что допустимые значения абсолютных деформаций для деревянных домов составляют 5,0 см, для кирпичных — 2,5 см. Касательные силы пучения, действующие по боковой поверхности фундаментов, могут достигать значений 7, 9 и 11 тс/м2 — в слабо-, средне- и сильнопучинистых грунтах соответственно. Нормальные силы пучения, действующие на подошву заанкеренных фундаментов — устроенных неподвижными на поверхности грунта, могут достигать 80 тс/м2.