Фундамент - вплив сил морозного здимання

Основні помилки, які допускають при влаштуванні фундаментів під легкі будови (до них відносяться і вдома в каркасному виконанні), так чи інакше пов`язані з тим, що не враховуються дії сил морозного обдимання. Одне втішає, що опади в будинках полегшеної конструкції (каркасні будинки входять в їх число), як правило, незначні і на експлуатаційні характеристики будівлі не впливають. Будівельні норми і правила (СНІІП) передбачають в рухливих грунтах заглиблення підошви фундаментів нижче розрахункової глибини промерзання. Якщо ця умова дотримується, то сили морозного обдимання, які можуть досягати 20 - 60 т / см2

, не діють на підошву фундаменту. При цьому на фундамент діють дотичні сили обдимання, які виникають внаслідок примерзання спучується грунту до стінок фундаменту. Вважається, що ці сили, величина яких в 5 - 10 разів менше сил, що діють на підошву, прикладаються до бічної поверхні заглибленої частини фундаменту і врівноважуються вагою будівлі.

Вплив на фундамент сил обдимання
Мал. 1 Вплив на фундамент сил обдимання:
А - підошва фундаменту знаходиться в межах глибини промерзанія- Б - при розміщенні підошви фундаменту регулярно опалювального будинку нижче глибини промерзанія- В - при розміщенні підошви фундаменту неопалюваного будинку нижче глибини промерзанія-

1 - Фундамент- 2 - цоколь 3 - зворотна засипка- - нормальні сили пученія-

j - дотичні сили пученія- N - навантаження від будинку- df - глибина промерзанія- dr - глибина траншеі- hf - деформація пучения грунта- Su - величина переміщення фундаменту

При великих навантаженнях на підставу підошву фундаментів заглиблюють в грунт до того шару, несуча здатність якого дозволяє забезпечити допустимі осідання будинку. Якщо ці шари розташовані вище розрахункової глибини промерзання пучинистого грунту, підошву фундаментів все одно закладають нижче глибини промерзання, щоб виключити дію сил морозного обдимання. У деяких випадках допускаються винятки з цього правила, за умови, що сили морозного обдимання врівноважуються вагою будівлі. Будівельні норми передбачають при цьому додаткові заходи, що знижують шкідливий вплив пученія грунту. До таких заходів належать:
- заміна пучинистого грунту на непучиністих (пісок) -
- покриття поверхні фундаментів в межах шару замерзаючого грунту змазкою або полімерної пленкой-
- засолення грунту речовинами, що не викликають корозії бетону та арматури.

Варто зазначити, що більшість цих заходів суперечить екологічним вимогам, до яких ще в недалекому минулому не прислухалися. У тому ж минулому будівельні технології малоповерхових індивідуальних будинків грунтувалися на тих же правилах, що і багатоповерхове будівництво. Вважалося, що якщо навантаження на грунт невеликі, то і фундаменти повинні бути менших розмірів. Наслідки таких прорахунків: перекошені стіни, тріщини і навіть повне руйнування будинків. Детальніше розглянемо процеси, що виникають при експлуатації будівель полегшеної конструкції. Фундаменти подібних будівель споруджені по масової технології установки стандартних блоків типу ФБС (або ФО). Такі фундаменти донині використовуються індивідуальними забудовниками, в тому числі і для каркасних будинків.

Деформації фундаментів збірного типу
Мал. 2 Деформації фундаментів збірного типу при промерзанні пучинистого грунту:
N - навантаження від будинку- df - глибина промерзанія- Su- величина переміщення фундаменту- hf - деформація пучения грунта-
1,2 - переміщення грунту зворотної засипки в зазори між блоками



Якщо для компенсації сил морозного обдимання не вистачає ваги будівлі, то верхня частина фундаменту в зимовий період піднімається разом з грунтом за рахунок дотичних сил морозного здимання. В цей же час нижні блоки залишаються на місці, так як сили морозного пученія на них не діють. В результаті між стрічками фундаментних блоків утворюються щілини, в які потрапляє грунт зворотної засипки. Навесні, коли дія сил морозного обдимання припиняється, фундаменти опускаються на своє місце. Але так як між блоками знаходиться обсипався грунт, то зайняти своє початкове місце блоки вже не можуть. Причому через те, що грунт осипається нерівномірно, осаду блоків теж відбувається нерівномірно. В результаті стрічка фундаменту стає перекошеною, а разом з нею перекошуються стіни будинку. Деформації обдимання повторюються з річною циклічністю і з часом накопичуються. Протягом декількох сезонів такі деформації стають значними, що тягне за собою утворення тріщин, як в стрічці фундаменту, так і в стінах будинку.

Висновок: стрічкові фундаменти з фундаментних блоків для будинків каркасної конструкції при високій сдимистості грунту небезпечні. Може здатися, що найдоцільніше такі будинки споруджувати на стовпчастих фундаментах з глибиною закладення нижче розрахункової точки промерзання грунту. На непучиністих грунтах даний підхід виправданий, але як поведе себе стовпчастий фундамент в грунті, у якого ступінь пучения велика?

Дотичні сили морозного пученія піднімають стовпчасті фундаменти разом з легким каркасним будинком. Причому висота підйому стовпів в різних частинах будинку може бути різною. Так, в місцях, де біля будинку накопичилося багато снігу, глибина промерзання грунту набагато менше, ніж в місцях, де сніговий покрив невеликий. Важливу роль відіграє і місце розташування фундаментного стовпа. Наприклад, на фундаменти під перегородками в опалювальному будинку взагалі не діють сили морозного обдимання. Результат: внутрішні фундаменти не піднімаються разом з зовнішніми стовпами. Через нерівномірне переміщення фундаментних стовпів під внутрішніми і зовнішніми стінами в зимовий час може утворитися перекіс всієї будівлі.

Крім того, щоб подолати сили тертя між грунтом і стінами фундаментних стовпів під час припинення дії сил морозного пученія, ваги каркасного будинку може не вистачити. Та й свердловина під піднявся фундаментних стовпом може бути засипана грунтом. Тому навесні будівля не повертається в своє початкове положення, і перекіс стає залишковим. Причому, висота перекосу на кожному фундаменті може бути різною. У жорсткій конструкції рубаних будинків це явище менш помітно, ніж в менш жорсткої конструкції каркасних і каркасно-щитових будинків. З роками перекіс посилюється, і експлуатаційні характеристики будинку знижуються. Між стінами і стелею утворюються щілини, ізоляція стін порушується. В результаті чого натопити такий будинок стає неможливо. Крім того, порушується і звукоізоляція огороджувальних конструкцій будівлі.



До однієї з найпоширеніших помилок, які допускають при будівництві фундаментів під будинки каркасної конструкції, відноситься відсутність жорсткої просторової зв`язку між фундаментами під зовнішні та внутрішні стіни. В цьому випадку перекоси стін під різними частинами будинку виникають в результаті різниці дії сил морозного пученія на фундаменти. Першими ознаками таких деформацій будуть заклинювання дверей і стулок вікон.

Відео: Фундамент і морозне здимання

Особливо це небезпечно при наявності в будинку печі. В цьому випадку перекоси можуть викликати тріщини в димоходах з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками. До перекосів і деформацій призводить відсутність жорсткого зв`язку між фундаментами під основний будинок і фундаментами під примикають будови (веранда, галерея, ганок і т.п.). В цьому випадку деформації прилеглих частин будинку будуть значно більше деформацій основної його частини.

фундамент

Відео: Монтаж паль ТМ БАУ пірс Обское водосховище

Каркасний будинок. Слідами старих книг. Зміст.




Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!