Ведение строительства на пучинистом грунте подразумевает достаточно много сложностей. Чтобы фундамент был надежным, а эксплуатация будущей постройки безопасной, в процессе проектирования и строительства здания необходимо учесть ряд аспектов, просчитать распределение нагрузки на фундамент.
Что же такое пучинистый грунт? Так называют грунт, который может быть подвержен морозному пучению. Величину пучения можно рассчитать по формуле:
E=(H-h)/h
Примем за E степень пучинистости, за h – высоту грунта до замерзания, за H – высоту грунта после вспучивания при замерзании.
Так мы можем увидеть, насколько изменился объем грунта после промерзания. Пучинистым считается грунт, который увеличивается в объеме не менее, чем на 1 см при промерзании на 1 м в глубину. То есть, степень пучинистости такого грунта не менее 0,01.
Пучение грунта при промерзании происходит по той причине, что вода, замерзая, превращаясь в лед, расширяется. Таким образом, мы видим, что пучинистость грунта напрямую зависит от его насыщенности влагой. Пучинистость грунта тем выше, чем больше воды в нем содержится. Глинистый грунт, суглинок, супесь – все это пучинистые грунты, так как они (особенно глинистый) имеют множество пор, в которых удерживается влага.
При возведении фундамента на пучинистом грунте необходимо иметь ввиду, что расширяясь при пучении, грунт может значительно изменить форму поверхности, вплоть до приподнятия постройки. По этой причине начинать строительство можно только после принятия мер по предотвращению данного процесса.
Фундамент на пучинистых грунтах: способы предотвращения пучения грунта
1. На первый взгляд самый простой, но довольно радикальный метод – замена грунта в зоне строительства. На площадке, где планируется возводить здание, роется котлован. Глубина его должна быть больше глубины промерзания грунта. Таким образом, из-под будущего фундамента убирается пучинистый грунт, после чего в котлован засыпается и утрамбовывается песок. Песок не удерживает воду и обладает высокой несущей способностью. Это очень надежный способ предотвращения пучения грунта, но он требует больших затрат средств и рабочей силы.
2. Еще один способ предотвращения пучения грунта – закладка фундамента на глубину, до которой грунт не промерзает. В этом случае фундамент опирается на слои грунта, не подверженные пучению, и можно избежать воздействия изменений объема грунта на основание фундамента. Однако на стенки фундамента воздействие будет продолжаться, пусть и в меньших масштабах, чем при менее глубокой закладке.
Грунт может примерзать к стенам фундамента и при пучении давить на него с силой до 5 тонн на квадратный метр. Такой силы достаточно, чтобы приподнять небольшое деревянное строение. Поэтому данный способ закладки фундамента обычно используют для массивных зданий из кирпича или железобетонных блоков.
3. При строительстве небольшого легкого дома, для которого не будет использоваться массивный фундамент, можно прибегнуть к такому варианту решения проблемы, как утепление. В этом случае стараются просто не допустить промерзание грунта до такой степени, когда он начнет деформироваться. Для этого вокруг здания укладывают утеплитель, закрывая им фундамент. Толщина слоя утеплителя должна соответствовать глубине, на которую может промерзнуть грунт. Для каждого случая ее нужно определять индивидуально.
4. Существует и такой способ борьбы с пучением грунта, как отвод воды. Ведь сложности возникают как раз из-за того, что в грунте содержится избыточное количество влаги. Для того, чтобы претворить этот вариант в жизнь, необходимо создать дренажную систему. Делается это следующим образом. На расстоянии около полуметра от фундамента выкапывают канаву, глубина которой равна глубине закладки фундамента. В эту канаву укладывают трубу, покрытую отверстиями и завернутую в водопроницаемую ткань. Нужно учесть, что труба должна находиться под небольшим наклоном. После этого в канаву засыпают крупный песок или гравий. Вода из грунта будет просачиваться в трубу сквозь отверстия и вытекать по ней в специально отведенное место. Таким местом может быть искусственный пруд, дренажный колодец или просто более низкий участок земли, расположенный на достаточном расстоянии от постройки.