Купируем морозное пучение

Морозное пучение относится к агрессивным факторам природного характера, наносящим существенный вред фундаменту и зданию, вызывая разрушительные процессы.

Морозное пучение

Выбор типа и закладка фундамента очень ответственный и важный этап любого строительства. Здесь необходимо учесть разные факторы и нюансы, от которых зависит прочность и долговечность будущего строения. Об основе здания специалисты заботятся еще в процессе проектировочных работы, тщательно выбирая его тип, материалы и конструкцию.

Однако перед этим требуется тщательное изучение местности, на которой планируется возведение дома. С этой целью проводятся геолого-геодезические изыскания, позволяющие определить характер почвы, глубину промерзания земли, уровень залегания водоносного подземного пласта и другие важнейшие детали. Перечисленные показатели являются жизненно важными в деле выбора и закладки основания, от которых зависит надежность строения.

Природные факторы

Различают разные виды почвы, в зависимости от состава, уровня влажности и других факторов. Кроме состава на фундамент воздействуют разные природные явления. Это паводки, высокий УГВ, морозы, осадки и т.д. Сухая почва, содержащая минимальное количество влаги, не подвержена влиянию низких температурных показателей. Однако на болотистых или слишком увлаженных участках под воздействием низких температур происходит морозное пучение. Обледеневшая вода вызывает рост объемов грунтового слоя до 11%. Данное явление влияет на прочность и долговечность основания, вызывая деформации и постепенное разрушение.

Одно или двухпроцентное содержание влаги не вызывает вспучивание земли, опасное для конструкций. Но подземный водоносный пласт простирается под землей на большой площади. Следовательно, морозное пучение вызывает поднятие верхнего слоя на целые сантиметры. А это сказывается на основании очень сильно, приводя со временем к полной амортизации помещения.

Сила вспучивания

Морозное пучение имеет огромную силу, вызывая разрушение бетонных или кирпичных сооружений. Как показывают исследования, давление замерзшей влаги на см/кв составляет 2500 кг. После обильных осадков вода глубоко просачивается в почву. Часто она не успевает впитаться в почве и преодолеть точку промерзания. Под влиянием низких температур, она превращается в лед и начинается морозное пучение. Данное явление пагубно сказывается на основе помещения. Сила вспучивания зависит от количественного содержания влаги в почве. Если ее слишком много, последствия будут тяжелыми.

Глубина промерзания

Состав и характер земельного участка предопределяет выбор стройматериалов и типа фундамента. Вспучивание характеризует разные варианты грунта. Наиболее опасными в этом отношении считаются:

1. Песок;
2. Глина;
3. Супесь;
4. Суглинок.

Характерной особенностью перечисленных разновидностей почвы является наличие пыльных частиц в своем составе. Если в песке нет таких мельчайших частиц и она состоит из гравия или же крупных фракций, сезонному вспучиванию он фактически не подвержен. Мельчайшие частицы удерживают просочившиеся в землю осадки и связывают их. Аналогичное касается и подземных вод. После замерзания этой влаги, происходит увеличение объемов в диапазоне 9-12 процентов. Именно такое расширение сдавливает основу постройки и выталкивает их наружу.

Ситуация усугубляется под воздействием различных сопутствующих факторов. Обильные атмосферные осадки осенью приводят к интенсивному пропитыванию почвенных слоев водой. Это также приводит к деформационным явлениям основания. Особой опасности подвергнуты местности с высоким залеганием подземного водоносного пласта. Влага в подобных местах поднимается капиллярным способом, захватывая все новые площади. В столице и области более 82 процентов разновидностей грунтов считается пучинистыми.

В чем опасность?

Кроме вспучивания фундаменты разных типов подвержены воздействию процесса оттаивания. С заморозками атмосферная температура падает до минусовых показателей. Земля в это время замерзает на глубину 1-2 метров. Это приводит к расширению грунта и образованию выталкивающего давления на основу помещения. Оно деформируется вертикально, вызывая разрушительные процессы. Когда наступает оттепель, происходит оттаивание обледеневшей земли. Плотность грунта пропадает, а объемы начинают уменьшаться.

Это явление приводит к излишней усадке базиса. Самым опасным по мнению специалистов, считается неравномерное морозное пучение. Данное явление зависит от толщины покрова снега. Если толщина слишком большая, граница промерзания повышается. В результате происходит расширение ареала вспучивания.

Схема промерзания

Пучинистые процессы зависят от схемы промерзания, которая на каждом земельном участке является уникальной. Это не раз доказывала строительная практика. Поэтому важным требованием к любому строительству является тщательное изучение участка, анализ почвенных слоев, учет климатических особенностей региона, а также точное определение точки промерзания.

От полученных в результате подобных исследований данных зависит прочность базиса здания. Чтобы не допустить ошибок, лучше воспользоваться услугами опытных специалистов-инженеров, использующих специальный инструмент и оборудование.

Каким зданиям грозит самая большая опасность?

Наиболее уязвимыми в этом отношении считаются легкие постройки, отличающиеся небольшим весом и хрупкостью конструкции. Это касается пенобетонных, древесных или же каркасно-панельных сооружений. Под давлением вспучившейся земли такие здания легко поддаются выталкивающим процессам. Недостаточный вес не может противостоять подобному явлению.

Кирпичные или блочные здания имеют достаточный вес, чтобы предотвратить выталкивающее давление почвы. Под воздействием большой массы, произойдет уплотнение земли. Это значительно ослабит морозное пучение и выталкивающий эффект.

Решение проблемы

Сегодня в строительстве используются разные виды фундаментов, выбор которых зависит от разных факторов и особенностей участка. Наиболее распространенными являются традиционные типы – ленточный, монолитный или столбчатый основания. Однако для пучинистых местностей такие конструкции не подходят. Под воздействием огромного давления они легко деформируются, растрескиваются и разрушаются. Лучшим выбором для таких участков является свайный вариант, прекрасно выдерживающий воздействие вспученного грунта и имеющий длительный эксплуатационный срок.

Преимущества свай на пучинистых участках

Морозное пучение сваям, изготовленным в соответствии с действующими технологическими нормами и правилами, не грозит. Это крепкие изделия, выдерживающие огромные нагрузки, не подверженные коррозионным процессам и разрушению. Существует два вида опор – железобетонные и металлические винтовые изделия, имеющие разные эксплуатационные характеристики. Однако по показателям прочности и долговечности, они практически идентичны. Следовательно, оба вида опор сегодня широко применяются в строительстве, особенно на проблемных стройплощадках.

Железобетонные сваи

Чтобы разобраться в свойствах ЖБ-свай, необходимо разобраться в технологии производства. Такие изделия выпускаются по особой технологии, с использованием передовых достижений инженерии и строительных инноваций. В производстве ЖБИ используются особо прочные марки бетона, начиная с М300 (на производстве Эндбери – от М400). Из такого сырья получает наиболее прочные и стойкие к агрессивным средам изделия, эксплуатационный срок которых превышает полвека. Отличаются данные изделия довольно простым устройством. Различают два вида железобетонных опор – полые и цельные. По форме они бывают:

1. Круглыми;
2. Прямоугольными;
3. Квадратными.

Нижний конец стержней заострен. Для увеличения несущей способности производители используют армированный металлический каркас. Идеально подходят данные жб-изделия для закладки оснований на склонах и участках с неоднородным рельефом.

Широко применяется свайная технология в малоэтажном строительстве из любых материалов. Свайные фундаменты закладываются для:

1. Хозяйственных построек;
2. Гаражей;
3. Банных сооружений.

Широко применяется данный вид основания в промышленном строительстве. Опоры из железобетона допустимо применять в любой климатической зоне. Эксплуатационный срок армированных конструкций достигает полутора века.

Специфика монтажа

Выемка грунта для установки железобетонных стержней не требуется. Монтаж выполняется с использованием спецтехники путем забивания или постепенного вдавливания. Однако перед этим требуется проведение ряда мероприятий и тщательный расчет свайного поля. Следовательно, доверить такие работы лучше специализированной компании. Среди преимуществ данных изделий необходимо отметить:

1. Влагоустойчивость;
2. Огнестойкость;
3. Устойчивость к воздействию химических веществ;
4. Хорошую несущую способность;
5. Наличие армокаркаса, повышающего прочность;
6. Высокие скорости установки;
7. Независимость от погодных условий;
8. Доступную стоимость.

Забиваются такие стержни глубоко под землю, за чертой точки промерзания земли. Они прочно фиксируются в твердых пластах грунта, не давая даже малейшего крена. Следовательно, морозное пучение им не грозит.

Деформации железобетонные свайные основания не подвержены. Они обладают отличной несущей способностью и выдерживают даже повышенные нагрузки. Однако к выбору таких изделий следует отнестись с особым вниманием. Прежде всего выполняется геологическое обследование местности. Полученные данные необходимы для определения следующих параметров:

1. Типа;
2. Длины;
3. Вида использованной арматуры;
4. Диаметра;
5. Толщины;
6. Количества продольных стержней;
7. Расстояния между ними.

Использование избыточного количества материалов приведет к дополнительным расходом. Следовательно, заранее разрабатывается и проектируется свайное поле, по которому затем выполняется монтаж.

Винтовые сваи

В отличие от железобетонных аналогов винтовые образцы устанавливаются путем ввинчивания в земельные пласты. Они преодолевают уровень промерзания почвы и якорятся в твердых слоях грунта. Когда начинается морозное пучение и воздействию поднимающегося/опускающегося грунта подвержены лишь боковые поверхности изделий. При этом положение фундамента остается неизменным.

Однако цоколь обустроить на грунтовой поверхности не рекомендовано. Вспучивание приведет к деформации цокольной конструкции и дальнейшему ее разрушению. Следовательно, лучше оставить небольшой зазор между поверхностью земли и первым этажом.

Конструкционные особенности

Благодаря конструкционным особенностям винтовые опоры можно установить без использования спецтехники. Наконечники таких труб имеют сварные лопасти, за счет которых происходит вкручивание. Справиться с такими работами можно вручную, без привлечения дополнительной силы. Состоят изделия из следующих элементов:

1. Трубы;
2. Монтажное технологическое отверстие;
3. Оголовок;
4. Лопасти.

Чтобы предотвратить образование ржавчины, производители используют специальное антикоррозионное покрытие.

Благодаря этому эксплуатационный срок металлических стержней даже на обводненных участках достигает пятидесяти лет. Выбор осуществляется с учетом следующих параметров:

1. Качеству стали;
2. Длине;
3. Типу;
4. Наружному диаметру;
5. Параметрам наконечника;
6. Способу производства;
7. Марке стали.

В местностях с сезонным промерзанием используется ВСЛ-тип. А на вечномерзлых участках устанавливают ВСЛМ-сваи. Важным параметром при выборе является диаметр трубы. А лопасти бывают сварными или же литыми.

Область использования

Винтовые образцы рекомендуется использовать с учетом природных особенностей местности и типа грунта. Устанавливаются они на участках с неоднородным рельефом. Специалисты советуют использовать технологию в зонах, где наблюдается значительное понижение температуры. Особенно это касается участков с большой глубиной промерзания. Длина металлических опор обеспечивает глубокое якорение, благодаря которому морозное пучение им не грозит. Кроме этого винтовые опоры подходят для следующих видов грунтов:

1. Глинистых;
2. Плывунах;
3. Торфяниках.

Плотные слои на таких участках находятся глубоко. Данный тип фундамента подходит и для регионов с высоким расположением грунтового водоносного слоя. Свайно-винтовое основание идеально подходит для достижения гармоничного сочетания природного ландшафта и будущего строения.

Сферы использования

Винтовые сваи идеально подходят для малоэтажного строительства. Несмотря на достаточную несущую способность металлических опор, рекомендовано использовать легкие стройматериалы. Фундаменты по данной технологии закладываются для:

1. Небольших особняков;
2. Срубов;
3. Дачных домиков;
4. Заграждений;
5. Террас;
6. Беседок;
7. Гаражей.

Производители выпускают такой металлопрокат в соответствии с действующими нормами ТУ. Монтаж допускается на любом типе грунта. Выбор длины, диаметра и толщины стенок осуществляется с учетом особенностей участка. Следовательно, чтобы не допускать ошибок, лучше заранее заказать геолого-геодезические изыскания в специализированной фирме. Полученные подобным образом данные помогут инженерам в точности определить подходящий тип винтовых свай, установить точку промерзания, чтобы морозное пучение не повредило фундамент и спроектировать свайное поле