Инженерная геология, буровые работы

ПППА - pppa.ru


ПППА - работы, услуги, партнерство
на главную страницу сайта

Инженерная геология, буровые работы - полезная информация
к оглавлению документов и статей

Промерзание грунтов

Защита оснований от промерзания

Увеличение при промерзании объема грунта в основаниях зданий и сооружений может весьма отрицательно сказаться на их прочности и в определенных случаях привести к разрушению строительных конструкций. Промерзание проявляется в неравномерном поднятии грунта вследствие образования ледяных линз и прослоек, которые после протаивания провоцируют разуплотнение, неравномерные осадки и снижение прочности основания.

Классификация грунтов по степени опасности проявления морозного пучения и оценка возможной глубины промерзания регламентированы строительными нормами проектирования (СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений"). По указанной классификации к пучинистым грунтам отнесены все глинистые грунты, пески мелкие и пылеватые, а также обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнением. В сухом же состоянии перечисленные грунты отнесены к практически непучинистым. Рекомендации СНиП сводятся к определению нормативной глубины промерзания в различных грунтах и назначению соответствующей отметки заложения подошвы фундамента.

Причинами развития неблагоприятного воздействия пучения на здания и сооружения могут быть:

Избыточное увлажнение грунтов;
Чрезмерное промерзание по глубине по сравнению с прогнозом;
Способы производства работ по "нулевому" циклу;
Условия эксплуатационного режима или периода строительства;
Неэффективность мероприятий, направленных на устранение воздействия морозного пучения.
Указанные факторы воздействуют и совместно, и в различных сочетаниях. Часто причиной возникновения аварийных ситуаций становится проектирование фундаментов, основанное на материалах полевых инженерно-геологических изысканий в предположении неизменности свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений (без достаточно обоснованного прогноза).
 

Методы предупреждения промораживания

Наряду с традиционными методами предупреждения нарушений, возникающих при промораживании основания, в последнее время появились новые приемы противостояния этому отрицательному явлению природы. В большинстве случаев появление таких технических решений диктуется экономической целесообразностью, стремлением снизить трудоемкость и сроки возведения фундаментов.

При угрозе возникновения процессов морозного пучения проводят термохимические, инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, технологические, теплоизоляционные, отопительные (обогревающие) и другие мероприятия. При выборе технических решений учитывают значимость сооружения или здания, а также технологические процессы и условия их эксплуатации. Предпочтение отдается таким мероприятиям, которые в данных условиях окажутся наиболее экономичными и эффективными. Так, например, при наличии достаточно дешевых инертных материалов (песка, гравия, щебня или другого балласта) возможна замена грунта в основании фундамента на 2/3 глубины промерзания подушкой и засыпка пазух с наружной стороны непучинистыми материалами.

При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений на пучинистых грунтах следует предусматривать отвод поверхностных, атмосферных и производственных вод путем организации вертикальной планировки, ливнестоков, водоотводных канав или лотков. При высоком уровне грунтовых вод полезно устройство дренажа. Нельзя допускать застаивания воды в строительных котлованах, т. е. необходимо организовать систематическое ее удаление. Снижения неравномерного увлажнения грунтов в основании можно добиться устройством водонепроницаемой отмостки (рекомендуемый уклон от здания – 3%). На пучинистых грунтах недопустимо создание вблизи фундаментов прудов, водоемов или других гидротехнических сооружений. Расстояние до водопроводных колонок, моек и т. п. должно быть не менее 20 м.

Устойчивость кирпичных зданий высотой в два и более этажей при воздействии нормальных и касательных сил пучения для средней полосы России может быть обеспечена в том случае, когда глубина заложения подошвы фундамента для наружных стен находится ниже границы промерзания, а внутренних – в половину меньше. Это подтверждает многолетний опыт строительства и эксплуатации таких зданий.

Для подобных зданий опасность сохраняется, когда фундаменты остаются на зимний период не полностью загруженными (например, здание еще не достроено и не утеплено). В таком случае должны быть предусмотрены специальные мероприятия по защите недостроенного здания или сооружения (устройство временного или постоянного утепления из опилок, шлака, снега и т. п.). В необходимых случаях можно организовать электроподогрев или внутреннее отопление недостроенного здания.

В практике строительства известны случаи возведения временных укрытий в виде тепляков с организацией отопления (калориферами, электронагревателями, металлическими печами и т. п.). Для разумного расходования энергоносителей организуется наблюдение за степенью промерзания грунта у фундаментов. Особое внимание следует обратить на утепление подвальных помещений.
 

Уменьшение воздействия сил морозного пучения

Для малоэтажных зданий с малонагруженными фундаментами необходимо принимать меры, направленные на снижение сил морозного пучения. В целях уменьшения воздействия касательных сил пучения, возникающих при смерзании грунтов засыпки с поверхностью фундаментов, следует:

Возводить фундаменты простейших форм с минимальной площадью поперечного сечения;
Предпочтение отдавать столбчатым или свайным фундаментам с фундаментными балками;
Уменьшать площадь смерзания грунта с фундаментами;
Обеспечивать заанкеривание фундаментов в слое грунта ниже отметки сезонного промерзания;
Снижать глубину промерзания грунта около фундаментов теплоизоляционными материалами;
Применять обмазки и обертки;
Проводить соответствующие мероприятия по увеличению нагрузок для компенсации касательных сил пучения;
Производить полную или частичную замену пучинистого грунта непучинистым.

При строительстве малоэтажных зданий энергетического и сельскохозяйственного назначения на пучинистых грунтах применяют железобетонные фундаменты в виде плит или лежней без заглубления. Этот способ значительно удешевляет строительство и обеспечивает эксплуатационную пригодность зданий и технологического оборудования. При этом полностью исключается воздействие касательных сил морозного пучения. В качестве лежней можно использовать железобетонные балки, панели перекрытий, аэродромные и дорожные плиты, сваи и т. п. Лежни и плиты укладывают на выровненную песчаную подготовку толщиной 150-200 мм. При монолитном исполнении подобных фундаментов рекомендуется перед бетонированием уложить на песчаную подготовку водонепроницаемую пленку для устранения утечки из бетона цементного молока. Обычно для армирования плит толщиной 150-200 мм, под жилой одноэтажный кирпичный дом требуется двойная арматура диаметром 10-12 мм с шагом 200-250 мм плюс армированный пояс в уровне низа перекрытия над первым этажом из 3-4 стержней диаметром 10 мм.

Интересны решения по устройству конструкций "нулевого" цикла по технологии с теплоизоляцией основания из плитного пенопласта. Кроме того, снижение касательных сил пучения может быть достигнуто обмазками или заменой верхнего слоя на другой, менее активный при пучении грунт. В общем - возможны варианты.

ПППА - работы, услуги, партнерство
на главную страницу сайта

Инженерная геология, буровые работы - полезная информация
к оглавлению документов и статей


ПППА - контактная информация на этой странице


pppa.ru © ПППА