Чего процедура замены грунта или. Замена грунтов в основании фундаментов

Фундаменты — основа инженерных сооружений, обеспечивающие их прочность, устойчивость и долговечность. Важно чтобы, грунты в основании, обладали нужной прочностью и малой сжимаемостью. Для определения грунтовых характеристик и условий заложения фундамента в обязательном порядке проводится комплекс инженерно-геологических и гидрологических изысканий.

Особое значение имеют:

• вид грунтов основания;
• расположение и мощность слоёв;
• величина глубины сезонного промерзания;
• уровень нахождения грунтовых вод.

Одним из эффективных методов устройства основания с требуемыми характеристиками является замена ненадёжных грунтов.

Пучинистые или набухающие породы

Пучинистые основания характеризуются свойством увеличиваться в объёме при промерзании, что приводит к подъёму грунтовой поверхности и возникновении морозного пучения. Последующее оттаивание приводит к обратному эффекту - осадки грунтов. Результат - появление и развитие трещин в конструктиве фундамента и стенах здания, наклон сооружение и даже его разрушение.

Пучинистые виды пород — мелкие и пылеватые пески, суглинки, глины (с высокой влажностью к моменту промерзания).

Возведение фундаментов на таких грунтах представляет опасность, поэтому выполняется замена пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (крупно или среднезернистый песок, гравий, щебень).

Непучинистыми считаются грунты при их степени пучинистости ≤ 0,01, то есть при промерзании на глубину 100 см, увеличение их размеров происходит ≤ 1 см.

Заменять почву на всей глубине промерзания не всегда целесообразно, потому что из практики известно, что замерзание в нижней трети слоя незначительно и практически не приводит к пучению. Поэтому достаточно заменять только две верхние трети слоёв.

Но, правильное заключение в каждом конкретном случае может дать только квалифицированный специалист.

Если дом зимой отапливается, то достаточно, одновременно с заменой грунтов основания, засыпать дренирующим грунтом и пазухи. Это позволит надёжно защитить конструкции фундамента от боковых грунтовых воздействий. Если отопление не планируется, то засыпка выполняется снаружи и внутри.

Недопустимо устройство подушки из песка, если в пределах её высоты:

• имеется переменный уровень грунтовой воды. Подушка работает как дренаж, превращаясь в вид обычного пучинистого грунта;
• имеются грунтовые напорные воды, а фундаментная подошва выполнена на глубине выше сезонного промерзания. Под воздействием водного напора может произойти пучение песка.

Торфяные виды грунтов

Замена торфа экономична при наличии двух условий:

• его толщина не превышает 2-х м;
• под торфом имеется слой достаточно прочных пород.

В противном случае стоит подумать о необходимости строительства в этом районе или перейти к сооружению свайного или плитного фундамента.

Скальные породы

Прочная скальная порода обладает отличной несущей способностью, неподверженностью морозному пучению и невосприимчивостью временного обводнения. Замена скального грунта под фундаментом необходима только при наличии верхних трещиноватых слоёв. После их разборки, поверх укладывается бетон.

По всей России грунты с высоким содержанием глины распространены очень широко. Зимой, когда температура падает до отметок ниже нуля, объем жидкости в земле увеличивается и грунт «вспучивается». Ущерб от вспучивания и скорость разрушения дома зависят от фундамента и погодных условий. В лучшем случае, приехав на следующий год на новую дачу, Вы не сможете открыть дверь из-за того, что конструкция серьезно деформировалась, в худшем – обнаружите серьезные конструктивные нарушения. Единственная возможность избежать действия вспучивания – правильная закладка фундамента, который сможет длительное время сопротивляться повышенным нагрузкам.

Почему и как происходит вспучивание

При неправильной закладке или неверно выбранном типе фундамента вспучивание начинает разрушать здание довольно быстро. Чем мягче погодные условия, тем медленнее будет действовать сила сжатия и расширения почвы, в сильно пучинистой почве фундаменту придется выдерживать вертикальные изменение уровня грунта до 35 см и горизонтальную нагрузку до 5 т на 1 м2. На подверженность почвы вспучиванию напрямую влияют несколько факторов:

• состав почвы В наибольшей степени вспучиванию подвержены глинистые почвы (глинки, суглинки, супеси), в меньшей – песчаные. Чем выше в почве содержание глины, тем больше будет морозное вспучивание. В глине много закрытых пор, которые хорошо удерживают влагу, песок, напротив, влагу практически не задерживает;
• также важна насыщенность грунта водой. По этой причине глинистые, но сухие почвы, меньше подвержены вспучиванию, чем смешанные, но влажные. Содержание влаги в грунте определяется уровнем грунтовых вод на период замерзания земли;
• температурный режим влияет на глубину и длительность периода промерзания почвы.

Все негативные явления, связанные с температурными колебаниями, затрагивают ограниченный слой почвы до уровня промерзания. Определить этот уровень (ГПГ – глубина промерзания почвы) легко по специальной карте, посмотреть одну из них можно . Также можно обратиться к СНиП, в которых приведена таблица нормативных глубин промерзания грунта, определяющая минимальную глубину закладки фундамента. Следует учитывать, что в картах и таблице дана очень примерно и с запасом в 20-40%, для грунта, не покрытого снегом и при самых низких средних температурах. Фактическая глубина промерзания намного меньше, особенно если дом будет в холодное время года отапливаться. Поэтому особой опасности в заглублении фундамента на чуть меньшую глубину не несет.

Типы фундаментов для пучинистого грунта

Поэтому у проблемы вспучивания есть несколько основных решений:

1. Углубление фундамента ниже ГПГ дает конструкции дополнительную прочность. Но следует учитывать, что заглубленный фундамент свайного типа хорошо противостоит вертикальным нагрузкам, но при значительных горизонтальных может показать себя намного хуже. Углубленный фундамент подходит при строительстве как небольших, так и тяжелых капитальных строений. Для фундамента используются либо винтовые сваи, либо заливаемый на месте железобетон (последнее – более эффективное решение), гидроизоляцией для железобетонной сваи служит слой рубероида, который укладывают перед заливкой в пробуренную для сваи скважину. Для небольших строений (беседок, деревянных хозяйственных построек) подойдет простой фундамент на основании из кирпичных столбов – это самый экономичный вариант;

   

2. Можно заменить нужный объем грунта неподверженным вспучиванию крупным песком или аналогичным материалом. Для замены грунта роется котлован глубиной ниже ГПГ, его дно покрывается утрамбованным песком или пескогравием, затем — слоем гидроизоляции, поверх которого уже засыпается удобный для фундамента грунт. Замена почвы дороже закладки углубленного фундамента, требует большого объема земляных работ, но позволяет окончательно решить проблему вспучивания;

   

3. Легкие конструкции на пучинистом грунте часто строятся на армированной плите или малозаглубленном ленточном фундаменте (более сложная и дорогая конструкция, в которой железобетон укладывается по контуру здания и окружается песком и водонепроницаемым покрытием). Подобный тип малозаглубленного фундамента имеет существенный плюс – нагрузка очень эффективно распределяется по всей конструкции здания, минус – малозаглубленный фундамент подойдет только для нетяжелого деревянного дома;

   

4. Еще один вариант – не позволять фундаменту промерзать вместе с почвой. Для этого его можно утеплить, создав достаточный слой теплоизоляции: по периметру здания укладывается слой пенополиуретана, пенополистирола или керамзита. Пирог изоляционного слоя состоит из утрамбованного песка, используемого в качестве подложки, собственно, утеплителя и гидроизоляционного слоя. Толщина изоляции должна быть равна ГПГ;
5. Если дополнить меры по утеплению фундамента созданием дренажной системы, можно значительно снизить уровень грунтовых вод и промерзания грунта. Дренажная канава, проложенная по периметру фундамента на глубине его закладки, будет собирать из почвы влагу и отводить ее ниже. Второй вариант устройства дренажной системы – дренажные скважины, пробуренные по периметру дома на расстоянии 2-3 метров.

   

Из приведенных выше решений самое экономичное – утепление фундамента и устройство дренажной системы, самое дорогое и эффективное – замена грунта под фундаментом. Провести дренажную систему и утеплить фундамент можно и самостоятельно, но в этом случае необходимо внимательно изучить теплоизоляционные свойства выбранного материала и правильно разместить слой гидроизоляции.

Противостоять вспучиванию грунта в некоторых районах страны очень сложно, заглублением и армированием фундамента не обойтись. Универсального и недорого решения не существует, но современные технологии предлагают множество решений проблемы деформации зданий из-за вспучивания: от эффективных утепляющих материалов до сложной конструкции ленточного фундамента. Оптимальное решение в каждом случае придется выбирать самостоятельно, сравнив материальные и временные затраты в конкретных условиях.

03.07.2014

В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также даны основные требования к производству строительных работ по нулевому циклу.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Действие сил морозного пучения грунтов ежегодно наносит народному хозяйству большой материальный ущерб, заключающийся в снижении сроков службы зданий и сооружений, в ухудшении условий эксплуатации и в больших денежных затратах на ежегодный ремонт поврежденных зданий и сооружений, на исправление деформированных конструкций.

В целях снижения деформаций фундаментов и сил морозного выпучивания Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта строительства разработаны новые и усовершенствованы уже существующие в настоящее время мероприятия против деформации грунтов при их промерзании и оттаивании.

Обеспечение проектных условий прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигается применением в практике строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Инженерно-мелиоративные мероприятия являются коренными, поскольку они направлены на осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания и на снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа фундаментов, глубины их заложения в грунт, жесткости конструкций, нагрузок на фундаменты, анкеровки их в грунтах ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Часть предлагаемых конструктивных мероприятий приведена в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песча но-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даются рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов по опыту строительства.

В помощь проектировщикам и строителям приводятся примеры расчетов конструктивных мероприятий и, кроме того, даны предложения по заанкериванию сборных фундаментов (монолитное соединение стойки с анкерной плитой, соединение на сварке и на болтах, а также замоноличивание сборных железобетонных ленточных фундаментов).

Рекомендуемые для строительства примеры расчетов по конструктивным мероприятиям составлены впервые, а поэтому они не могут претендовать на исчерпывающее и эффективное решение всех затронутых вопросов по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов.

Термохимические мероприятия предусматривают, главным образом, снижение сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Это достигается применением рекомендуемых теплоизоляционных покрытий поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта и сил сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.

При назначении противопучинных мероприятий рекомендуется руководствоваться в первую очередь значимостью зданий и сооружений, особенностями технологических процессов, гидрогеологическими условиями стройплощадки и климатическими характеристиками данного района. При проектировании предпочтение должно отдаваться таким мероприятиям, которые исключают возможность деформации зданий и сооружений силами морозного выпучивания как в период строительства, так и за весь срок эксплуатации. Рекомендации составлены доктором технических наук М. Ф. Киселевым.

Все предложения и замечания просьба присылать в НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР по адресу: Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул., дом. 6.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Рекомендации разработаны в соответствии с основными положениями глав СНиП II -Б.1-62 «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования», СНиП II -Б.6-66 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования», СНиП II -А.10-62 «Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования» и СН 353-66 «Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне» и могут быть использованы для инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняемых в соответствии с общими требованиями по исследованию грунтов для строительных целей. Материалы инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям настоящих Рекомендаций.

1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличиваться в объеме. Изменение объема грунта обнаруживается в поднятии при промерзании и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта, в результате чего наносятся повреждения основаниям и фундаментам зданий и сооружений.

К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30% по весу, промерзающие в условиях увлажнения. К непучинистым (неморозоопасным) грунтам относятся скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром менее 0,1 мм, менее 30% по весу, Пески гравелистые, крупные и средней крупности.

Таблица 1

Подразделение грунтов по степени морозной пучинистости

Степень пучинистости грунтов при консистенции В	Положение уровня грунтовых вод Z в м для грунтов
	песков мелких	песков пылеватых	супесей	суглинков	глин
I . Сильнопучинистые при 0,5<В			Z ≤0,5	Z ≤1	Z ≤ 1,5
II . Среднепучинистые при 0,25<В <0,5		Z <0,6	0,5<Z ≤1	1<Z ≤1,5	1,5< Z ≤2
III . Слабопучинистые при 0<В <0,25	Z <0,5	0,6<Z ≤1	1<Z ≤1,5	1,5< Z ≤2	2< Z ≤3
IV . Условнонепучинистые при В <0	Z ≥ 1	Z >1	Z >1,5	Z >2	Z >3

Примечания : 1. Наименование грунта по степени пучинистости принимается при удовлетворении одного из двух показателей В или Z .

2. Консистенция глинистых грунтов В определяется по влажности грунта в слое сезонного промерзания как средневзвешенное значение. Влажность грунта первого слоя на глубину от 0 до 0,5 м в расчет не принимается.

3. Величина Z , превышающая расчетную глубину промерзания грунта в м, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод и расчетной глубиной промерзания грунта, определяется по формуле:

где Н 0 - расстояние от планировочной отметки до залегания уровня грунтовых вод в м;

H - расчетная глубина промерзания грунта в ж по главе СНиП II -Б.1-62.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозного пучения по подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и условнонепучинистые.

g н 1 -

нормативная нагрузка от веса части фундамента, расположенной выше расчетного сечения, в кг.

4.15. Удерживающая сила анкера определяется расчетом по формуле (6) на момент проявления силы выпучивания

		(6)
F a -	площадь анкера в см 2 (разность между площадью башмака и площадью поперечного сечения стойки);
H 1 -	заглубление анкера в см (расстояние от дневной поверхности до верхней плоскости анкера);
γ 0 -	объемный вес грунта в кг/см 3 .

4.16. При возведении зданий в зимнее время в случае неизбежного промерзания грунтов под фундаментами (для недопущения аварийного состояния зданий и принятия надлежащих мер по ликвидации возможных недопустимых деформаций конструктивных элементов зданий на сильнопучинистых грунтах) рекомендуется проверка фундаментов по условию их устойчивости на действие касательных и нормальных сил морозного выпучивания по формуле

		(7)
f -	площадь подошвы фундамента в см 2 ;
h -	толщина мерзлого слоя грунта под подошвой фундамента в см;
R -	эмпирический коэффициент в кг/см 3 , определяется как частное от деления удельной нормальной силы выпучивания на толщину мерзлого слоя грунта под подошвой фундамента. Для средне- и сильнопучинистых грунтов R рекомендуется принимать равным 0,06 кг/см 3 ;
g н -	нормативная нагрузка от веса фундамента, включая вес грунта, лежащего на уступах фундамента, в кг;
n 1 , N н , n , τ н , F -	то же, что и в формуле ().

Допустимую величину промерзания грунта под подошвой фундамента можно определить по формуле

( 8)

4.17. Фундаменты под стены легких каменных зданий и сооружений на сильнопучинистых грунтах должны быть монолитными с анкерами по расчету на действие касательных сил пучения. Сборные блоки и фундаментные башмаки необходимо замоноличивать согласно настоящим Рекомендациям, по II .

4.18. При строительстве малоэтажных зданий на сильнопучинистых грунтах рекомендуется проектировать крыльца на сплошной железобетонной плите по гравийно-песчаной подушке толщиной 30-50 см (верх плиты должен быть ниже пола в тамбуре на 10 см с зазором между крыльцом и зданием 2-3 см). Для капитальных каменных зданий следует предусматривать устройство крылец на сборных железобетонных консолях с зазором между поверхностью грунта и низом консоли не менее 20 см; при столбчатых или свайных фундаментах следует предусматривать промежуточные опоры, с тем чтобы расположение столбов или свай под наружные стены совпадало с местом установки консолей для крылец.

4.19. Рекомендуется отдавать предпочтение таким конструкциям фундаментов, которые позволяют механизировать процесс производства фундаментных работ и сократить объем земляных работ по рытью котлованов, а также транспортировку, обратную засыпку и трамбовку грунта. На сильнопучинистых и среднепучинистых грунтах этому условию удовлетворяют столбчатые, свайные и анкерные свайные фундаменты, при устройстве которых не требуется производить больших объемов земляных работ.

4.20. При наличии местных дешевых строительных материалов (песок, гравий, щебень, балласт и др.) или непучинистых грунтов вблизи строительной площадки целесообразно устройство под зданиями или сооружениями сплошных подсыпок толщиной на 2 / 3 нормативной глубины промерзания или засыпок пазух с наружной стороны фундаментов из непучинистых материалов или грунтов (щебень, гравий, галька, пески крупные и средние; а также шлаки, горелые породы и другие горнопромышленные отходы). Засыпка пазух при условии отвода воды из них и без отвода ее выполняется согласно п. 5.10 настоящих Рекомендаций.

Осушение дренирующих засыпок в пазухах и подушек под фундаментами при наличии водопоглощающих грунтов ниже пучинистого слоя должно осуществляться путем сброса воды через дренирующие скважины или воронки (см. I , ). При проектировании фундаментов на подсыпках следует руководствоваться «Указаниями по проектированию и устройству фундаментов и подвалов зданий и сооружений в глинистых грунтах по методу дренирующих прослоек».

4.21. При строительстве зданий и сооружений на пучинистых грунтах из сборных конструкций пазухи необходимо засыпать с тщательным уплотнением грунта немедленно после укладки цокольного перекрытия; в остальных случаях пазухи должны засыпаться с утрамбовкой грунта по мере возведения кладки или монтажа фундаментов.

4.22. Проектирование заглубления фундаментов в пучинистых грунтах на расчетную глубину промерзания грунтов с учетом теплового влияния зданий и сооружений принимается по главе СНиП II -Б.1-62 в тех случаях, когда они не будут перезимовывать без предохранения грунтов от промерзания в период строительства и после его окончания до ввода здания в постоянную эксплуатацию с нормальным отоплением или когда они не будут находиться в длительной консервации.

4.23. При проектировании на пучинистых грунтах фундаментов промышленных зданий, строительство которых длится в течение двух-трех лет (например, теплоэлектростанции), в проектах следует предусматривать мероприятия по предохранению грунтов основании от увлажнения и промерзания.

4.24. При строительстве малоэтажных зданий следует предусматривать декоративные цокольные обшивки с засыпкой пространства между цоколем и заборной стенкой малотеплопроводными и невлагоемкими материалами (опилками, шлаком, гравием, сухим песком и различными отходами горной промышленности).

4.25. Замену пучинистого грунта непучинистым у фундаментов отапливаемых зданий и сооружений рекомендуется производить только с наружной стороны фундаментов. Для неотапливаемых зданий и сооружений замену пучинистого грунта непучинистым рекомендуется производить с обеих сторон фундаментов под наружные стены и также с обеих сторон фундаментов под внутренние несущие стены.

Ширина пазухи для засыпки непучинистым грунтом определяется в зависимости от глубины промерзания грунтов и от гидрогеологических условий грунтов оснований.

При условии отвода воды из засыпок пазух и при глубине промерзания грунтов до 1 м ширина пазухи для засыпки непучинистого грунта (песка, гравия, гальки, щебня) достаточна в 0,2 м. С заглублением фундаментов от 1 до 1,5 м минимально допустимая ширина пазухи для засыпки непучинистого грунта должна быть не менее 0,3 м, и при глубине промерзания грунтов от 1,5 до 2,5 м пазуху желательно засыпать на ширину не менее 0,5 м. Глубина засыпки пазух в данном случае принимается не менее 3 / 4 глубины заложения фундамента, считая от планировочной отметки.

При невозможности отвода воды из непучинистого грунта засыпку пазух ориентировочно можно рекомендовать на ширину, равную на уровне подошвы фундамента 0,25-0,5 м и на уровне дневной поверхности грунта - не менее расчетной глубины промерзания грунтов с. обязательным перекрытием непучинистого материала засыпки отмосткой с асфальтовым покрытием в соответствии с .

4.26. Устройство шлаковых подушек по периметру зданий с наружной стороны фундаментов надлежит применять для жилых и промышленных отапливаемых зданий и сооружений. Шлаковая подушка укладывается толщиной слоя от 0,2 до 0,4 м и шириной от 1 до 2 м в зависимости от глубины промерзания грунтов и прикрывается отмосткой, как показано на .

При глубине промерзания 1 м - толщина 0,2 м и ширина 1 м; при глубине промерзания 1,5 м - толщина 0,3 м и ширина 1,5 м и при глубине промерзания 2 м и более - толщина слоя шлаковой подушки 0,4 м и ширина 2 м.

При отсутствии гранулированного шлака рекомендуется при соответствующем технико-экономическом обосновании применять керамзит с теми же размерами толщины и ширины подушки, что и для шлаковых подушек.

5. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

5.1. В целях снижения сил выпучивания на период строительства рекомендуется применять послойно через 10 см засоление грунта засыпки вокруг фундаментов технической поваренной солью из расчета 25-30 кг на 1 м 3 суглинистого грунта. После рассыпки соли на слой грунта 10 см высотой и 40-50 см по ширине пазухи производится перемешивание грунта с солью и тщательное трамбование, затем укладка следующего слоя грунта с засолением и трамбованием. Грунт засыпки пазухи засоляется начиная от подошвы фундамента и не доходя 0,5 м до планировочной отметки.

Применение засоления грунта допускается в том случае, если оно не повлияет на снижение прочности материалов фундаментов или других подземных сооружений.

5.2. Для уменьшения величины сил смерзания между грунтом и материалом фундамента на период строительства рекомендуется смазать выровненные боковые поверхности фундамента непрочно-смерзающимися материалами, например битумной мастикой (приготовленной из золы-уноса ТЭЦ - четыре части, битума марки III - три части и солярового масла - одна часть по объему).

Обмазка фундамента должна производиться от его подошвы до планировочной отметки в два слоя: первый - тонкий с тщательной притиркой, второй - толщиной 8-10 мм.

5.3. В целях снижения касательных сил морозного пучения грунтов при устройстве малонагруженных свайных фундаментов под специальное технологическое оборудование на сильнопучинистых грунтах может быть применено покрытие поверхности свай в зоне сезонного промерзания грунтов полимерной пленкой. Экспериментальная проверка в полевых условиях показала эффект снижения касательных сил морозного пучения грунтов от применения полимедных пленок от 2,5 до 8 раз. Состав высокомолекулярных соединений и технология приготовления и нанесения пленок на плоскости железобетонных фундаментов изложены в «Рекомендациях по применению высокомолекулярных соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов».

5.4. Столбчатые фундаменты до полной их нагрузки в период строительства надлежит обёртывать бризолом или рубероидом в два слоя на 2 / 3 от нормативной глубины померзания грунтов, считая от планировочной отметки, при том условии, если нагрузка на фундамент меньше сил морозного выпучивания.

5.5. На время строительства вокруг фундаментов зданий и сооружений следует устраивать временные теплоизоляционные покрытия из опилок, снега, шлака и других материалов в соответствии с указаниями по предохранению грунтов и грунтовых оснований от промерзания.

5.6. Во избежание промораживания грунтов под подошвой фундаментов внутренних стен и колонн в технических подпольях и цокольных этажах недостроенных или построенных, но перезимовывающих без отопления зданий следует организовать в зимние месяцы временное отопление этих помещений, чтобы не допустить повреждения конструктивных элементов зданий (в практике применяются калориферы, электронагреватели, металлические печи и др.).

5.7. При строительстве в зимнее время в отдельных случаях надлежит предусматривать электропрогрев грунтов путем периодического пропускания (в зимние месяцы) электрического тока по специально уложенной под фундаментами 3-мм стальной проволоке; контроль за обогревом грунта под фундаментами должен осуществляться при этом по данным замеров его температуры ртутными термометрами или по данным наблюдений за промерзанием грунта около фундаментов по мерзлотомеру Данилина.

5.8. Промышленные здания или сооружений, для которых по технологическим соображениям нельзя допускать деформации вследствие промерзания грунтов вокруг фундаментов и ниже их подошвы (фундаменты под установки для получения жидкого кислорода, под холодильные машины, под автоматические и другие установки, в холодных неотапливаемых цехах и под специальные установки и оборудование), должны быть надежно ограждены от деформаций морозного пучения грунтов.

В этих целях рекомендуется применять периодически (с ноября по март, а для северных и северо-восточных районов с октября по апрель) обогрев грунта вокруг фундаментов пропусканием горячей воды по трубопроводу от центральной отопительной системы или от сточных отработанных промышленных горячих вод. Для этого можно также использовать водяной пар.

Покрытый битумной эмалью стальной трубопровод сечением не менее 37 мм должен укладываться непосредственно в грунт на глубину 20-60 см ниже планировочной отметки и на 30 см в сторону от фундамента с наружной стороны с уклоном для слива воды. Там, где позволяют условия производства, над трубопроводом по поверхности земли рекомендуется уложить растительный грунт слоем 10-15 см с уклоном в сторону от фундамента. По поверхности растительного слоя в целях теплоизоляции полезно сделать посев дернообразующих многолетних травосмесей.

5.9. Подготовку почвенного слоя, посев дернообразующих трав и посадку кустарниковых растений следует производить, как правило, в весеннее время, без нарушения принятой по проекту планировки площадок.

5.10. В качестве задернителей рекомендуется применять травосмесь, состоящую из семян пырея, полевицы, овсяницы, мятлика, тимофеевки и других дернообразующих травянистых растений. Желательно использовать семена трав местной флоры применительно к природно-климатическим условиям местности. В засушливые летние месяцы задерненные и засаженные декоративными кустарниками участки рекомендуется периодически поливать.

6. ОСОБЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ ПО НУЛЕВОМУ ЦИКЛУ

6.1. Применение способа гидромеханизации для проходки котлованов под здания и сооружения на строительных площадках с пучинистыми грунтами, как правило, не допускается.

Рефулирование пучинистых грунтов в период строительства на застраиваемых площадках может быть допущено только в том случае, если намывные грунты будут залегать не ближе 3 м от фундаментов наружных стен.

6.2. При устройстве фундаментов в пучинистых грунтах необходимо стремиться к уменьшению ширины котлованов и немедленному заполнению пазухи тем же грунтом с тщательным уплотнением. При засыпке пазух необходимо обеспечить поверхностный сток воды вокруг здания, не дожидаясь окончательной планировки и укладки почвенного слоя для задернения или асфальтовой отмостки.

6.3. Отрытые котлованы и траншеи не следует оставлять на длительное время до установки в них фундаментов. Появляющиеся в котлованах и траншеях грунтовые или атмосферные воды должны немедленно отводиться или откачиваться.

Водонасыщенный слой грунта от скопления поверхностных вод должен быть заменен непучинистым грунтом или уплотнен с втрамбовыванием в него щебня или гравия на глубину не менее 1 / 3 слоя разжиженного грунта.

6.4. При разработке в зимнее время котлованов под фундаменты и траншеи для подземных коммуникаций вблизи фундаментов на пучинистых грунтах применение искусственного оттаивания водяным паром не допускается.

6.5. Засыпка пазух должна производиться послойно (по возможности тем же талым грунтом) с тщательным трамбованием. Засыпку пазух котлованов бульдозером без уплотнения пучинистых грунтов не следует допускать.

6.6. Фундаменты, установленные в летнее время и оставленные на зиму ненагруженными, должны быть покрыты теплоизоляционными материалами.

Бетонные плиты толщиной более 0,3 м на сильнопучинистых грунтах должны быть укрыты при глубине промерзания грунтов более 1,5 м минераловатными плитами в один слой или керамзитом с объемным весом 500 кг/м 3 с коэффициентом теплопроводности 0,18, толщиной слоя 15-20 см.

6.7. Линии временного водоснабжения допускается прокладывать только по поверхности. В период строительства необходимо обеспечить строгий контроль за состоянием сетей временного водоснабжения. При обнаружении утечки воды из труб временного водоснабжения в грунт необходимо принять экстренные меры по ликвидации увлажнения грунта вблизи фундаментов.

ПРИЛОЖЕНИЕ I
Примеры расчета фундаментов зданий и сооружений на устойчивость при промерзании сильнопучинистых грунтов

Для примеров расчета устойчивости фундаментов приняты следующие грунтовые условия площадки строительства:

1) растительный слой 0,25 м;

2) суглинок желто-коричневый от 0,25 до 4,8 м; объемный вес грунта колеблется от 1,8 до 2,1; природная влажность колеблется от 22 до 27%, влажность на границе текучести 30%; на границе раскатывания 18%; число пластичности 12; уровень грунтовых вод на глубине 2-2,5 м от дневной поверхности. Суглинок мягкопластичной консистенции по природной влажности и условиям увлажнения относится к сильнопучинистому.

В данных грунтовых условиях даются примеры расчета фундаментов на устойчивость при воздействии касательных сил морозного пучения для следующих конструктивных видов железобетонных фундаментов: пример 1 - монолитный железобетонный столбчатый фундамент с анкерной плитой; пример 2 - железобетонный свайный фундамент; пример 3 - сборный железобетонный столбчатый фундамент с односторонней анкеровкой, ленточный и сборный железобетонный фундамент; пример 4 - замена пучинистого грунта в пазухе непучинистым и пример 5 - расчет теплоизоляционной подушки у фундаментов. В остальных примерах характеристика грунтовых условий приводится для каждого в отдельности.

Пример 1 . Требуется рассчитать монолитный железобетонный столбчатый фундамент с анкерной плитой на устойчивость при воздействии сил морозного выпучивания ().

H 1 =3 м; h =2 м (глубина промерзания грунта); h 1 = 1 м (толщина талого прослойка); N н =15 т; g н = 5 т; γ 0 =2 т/м 3 ; F a =0,75 м 2 ; b =1 м; с =0,5 м (ширина стойки); h 2 =0,5 м (толщина анкерной плиты); u =2 м; τ н =1 кг/см 2 =10 т/м 2 ; km =0,9; n =1,1; n 1 =0,9; F = 4 м 2 .

Находим значение удерживающей силы анкера по формуле ().

Подставляя в формулу () нормативные значения различных величин, получим:

0,9·9,0+0,9(15+5)<1,1·10·4; 26,1<44.

Как видим, условие устойчивости фундамента при пучении грунтов не соблюдается, поэтому необходимо применить противопучинные мероприятия.

Пример 2 . Требуется рассчитать железобетонный свайный фундамент (свая с квадратным сечением 30X30 см) на устойчивость при воздействии на него сил морозного выпучивания ().

Исходные данные для расчета следующие: H 1 =6 м; h = 1,4 м; g н =1,3 т; Q н =11,04 т; u =1,2 м; с =0,3 м; τ н =1 кг/см 2 =10 г/м 2 ; N н =10 т; km = 0,9; n =1,1; n 1 =0,9.

Проверяем устойчивость свайного фундамента на морозное выпучивание по формуле () получим:

0,9·11,04+0,9(10+1,3)>1,1·10·1,68; 20,01>18,48.

Проверка показала, что при воздействии сил морозного выпучивания условие устойчивости фундамента соблюдается.

Значение удерживающей силы анкера Р н а находим по формуле ()

Подставляя значения величин в формулу (), получим:

0,9·21,9+0,9(25+13,3)>1,1·10·4,08; 54,18>44,88.

Исходные данные следующие; грунты те же, что и в примере 1; расчетная глубина промерзания грунтов и глубина заложения фундаментов 1,6 м; ширина пазухи, засыпанной гравием со щебнем, равна 1,6 м; ширина асфальтовой отмостки 1,8 м, ширина траншеи внизу, считая от стойки, принимается равной 0,6 м.

Объем непучинистого грунта получается из произведения площади сечения засыпки на величину периметра здания или сооружения.

Для расчета устойчивости фундамента на действие касательных и нормальных сил морозного пучения приняты следующие грунтовые и гидрогеологические условия:

По составу, природной влажности и условиям увлажнения данный грунт относится к среднепучинистому.

Исходные данные для расчета следующие: Н = 1,6 м; h 1 =1 м; h 2 =0,3 м; h =0,3 м; с =0,4 м; с 1 =2 м; F = 3,2 м; f =4 м; N н =110 т; g н = 11,5 т; R = 0,06 кг/см 3 =60 т/м 3 ; τ н =0,8 кг/см 2 =8 т/м 2 ; n 1 =0,9; n =1,1.

Устойчивость фундамента на морозное выпучивание проверяем по формуле ().

Подставляя в формулу значения величин, получим:

0,9(110+11,5)>1,1·8·4+4·0,3·60; 109,4>107,2.

Проверка показала, что условие устойчивости соблюдается при промерзании грунта ниже подошвы фундамента на 30 см.

Пример 8. Требуется рассчитать монолитный железобетонный фундамент под колонну на устойчивость при действии нормальных сил и касательных сил морозного пучения ().

Подставляя в формулу нормативные значения величин получим:

0,9(40+3)<1,1·10·3+1·0,3·60; 38,7<51.

Проверка показала, что условие устойчивости данной конструкции фундамента на сильнопучинистом грунте не соблюдается при промерзании грунта ниже подошвы фундамента на 30 см.

Допустимую величину промерзания грунта под подошвой фундамента можно определить по формуле ().

Для данного примера эта величина h = 9,5 см. Как видим, в зависимости от конструкций фундамента и грунтовых условий, т.е. степени пучинистости грунта, имеется возможность определять допустимую величину промерзания грунта ниже подошвы фундамента.

ПРИЛОЖЕНИЕ II
Предложения по конструктивным приспособлениям столбчатых и ленточных фундаментов к условиям строительства на пучинистых грунтах.

Сборные железобетонные малонагруженные фундаменты, возводимые на средне- и сильнопучинистых грунтах, часто подвергаются деформациям под действием касательных сил морозного выпучивания. Следовательно, сборные элементы фундаментов должны иметь между собой монолитное соединение и, кроме того, должны быть рассчитаны на работу со знакопеременными усилиями, т.е. на нагрузки от веса зданий и сооружений и на силы морозного выпучивания фундаментов.

Наименьший внутренний диаметр загиба крюка равен 2,5 диаметра арматуры; прямой, участок крюка равен 3 диаметрам арматуры.

Площадь сечения петли фундаментного блока должна быть равна площади сечения арматурного стержня. Высота петли над поверхностью фундаментной подушки должна быть больше загибаемой части крюка на 5 см.

Бетонные блоки изготовляются с отверстиями диаметром, равным 8 диаметрам арматуры. Наименьший диаметр отверстия должен быть не менее 10 см.

Нижний ряд фундаментных блоков устанавливается на фундаментные подушки таким образом, чтобы петли подушек вошли примерно в середину отверстий блоков. Вслед за монтажом нижнего ряда в отверстия блоков устанавливаются арматурные стержни и зацепляются нижними крюками за петли фундаментных подушек. В вертикальном положении стержни удерживаются благодаря зацеплению верхнего крюка за металлический стержень диаметром 20 мм и длиной 50 см, который подклинивается деревянными клиньями.

Рис. 10. Сборный железобетонный ленточный фундамент

а - ленточный фундамент; б - разрез ленточного фундамента; в - бетонный блок с отверстиями для установки арматуры; г - соединение арматурных стержней между собой и с фундаментной подушкой; д - фундаментная подушка с петлями для подсоединения арматурных стержней:
1 - арматурные стержни длиной, равной высоте бетонного блока; 2 - петля фундаментной подушки

После установки арматуры отверстие заполняется раствором с уплотнением. Для этой цели используется тот же раствор, что и для укладки бетонных блоков. После начала схватывания раствора клинья и стержень убираются.

Последующий ряд блоков устанавливается таким образом, чтобы крюки арматуры нижнего ряда были бы примерно по центру отверстия блоков.

При установке фундаментов с анкерной плитой следует обращать особое внимание на плотность укладки грунта обратной засыпки пазух котлована. Рекомендуется засыпать пазухи только талым грунтом слоями не более 20 см с тщательным трамбованием ручными пневмо- или электротрамбовками.

Пересадка рано или поздно бывает необходима всем комнатным растениям. Но в случае с исполинами, комнатными крупномерами ее не проводят до той поры, пока это возможно, поскольку задача это не из легких. Да и редко какие взрослые растения нуждаются в ежегодной пересадке, не успевая освоить всю почву в горшках. В годы, когда пересадку не проводят, почти всегда рекомендуют выполнить обязательную процедуру – частичную замену грунта. Верхний слой почвы заменяют и в целях гигиены, и для поддержания нормального состояния субстрата.

Частичная замена почвы для комнатных растений. © Jennifer

Частичная замена грунта – это простая, не требующая ни особых навыков, ни знаний процедура замены верхнего слоя субстрата в горшках с комнатными растениями.

Частичная замена грунта нужна в нескольких случаях:

1. когда растение пересаживают не ежегодно, а с частотой 1 раз в 2-3 года или реже, вместо пересадки в оптимальные сроки проводят замену загрязненного верхнего слоя почвы;
2. для крупномеров, которые выращивают в бетонных или каменных цветочницах, а также слишком тяжелых для транспортировки или перемещения контейнерах, заменяя этой процедурой саму пересадку;
3. если почва закисает, загрязняется, покрывается плесенью, слишком часто уплотняется и нужно заменить верхний слой для обеспечения нормальной воздухо- и водопроницаемости;
4. если растение заражено вредителями или заболеваниями, поражения серьезные, оно теряло листья, после обработки фунгицидами или инсектицидами, замена верхнего уровня субстрата понижает риск повторного появления проблемы, позволяет убрать загрязнения и источники заболеваний из субстрата;
5. если у растения корни выходят сверху горшка, но растение еще не заполнило субстрат и в пересадке нет потребности (или нет возможности ее провести) проводят частичное снятие загрязненной почвы и досыпку более высокого, прикрывающего корни слоя земли.

Замену верхнего слоя субстрата традиционно рекомендуют проводить в те же сроки, что и пересадку растений, но ранняя весна или конец зимы – вовсе не единственные сроки для такой процедуры. На самом деле, частичную замену почвы можно проводить в любое время, когда она необходима. Если ею заменяют пересадку — то и правда — с конца февраля и до мая. Но если замена нужна для срочного улучшения состояния субстрата, связана с гигиеническими, профилактическими целями, то проводить ее можно в любое время, за исключением зимы, и предпочтительно в стадии активного роста растений.

Классический подход к замене грунта вместо пересадки стал причиной и еще одного заблуждения, согласно которому частичную замену проводят всего раз в год, как и саму пересадку, для молодых или активно растущих культур. Для большинства некрупных растений это и правда оптимальный вариант. Но если речь идет о комнатных исполинах, которые сложно или невозможно пересадить вообще, то замену грунта обязательно проводят хотя бы 2 раза в год. Ведь полностью почву для этих растений не меняют, и чтобы процедура возымела даже минимальный эффект, сменять верхний слой грунта в горшке придется 1 раз в полугодие. В таком случае замену проводят весной и осенью. При замене верхнего слоя в гигиенических или профилактических целях ее проводят столько раз, сколько потребуется, но не чаще 1 раза в 3 месяца.

Грунт в горшке с комнатным растением требует замены. © Nikki Tilley

Сколько именно грунта можно вынуть и заменить, определяют всегда индивидуально. Максимальный объем удаленного субстрата, который допустимо вынуть из горшков – четверть от всей почвы. Но ориентироваться лучше всегда на конкретное растение. Золотое правило замены верхнего слоя почвы в горшках с комнатными растениями гласит: снять можно только загрязненный слой почвы до начала залегания корней растения. Поскольку контактов с корневищем нужно избегать (даже малейших), иногда речь идет об очень тонком слое грунта.

Проводить процедуру можно только на сухом субстрате. Для растений, которые предпочитают стабильную влажность, дают подсохнуть верхним 3-4 см почвы. Но в любом случае вынимать влажный субстрат нежелательно и после полива должно пройти несколько дней.

В самом процессе замены верхнего слоя субстрата нет ничего сложного. Но следует быть очень аккуратным и внимательным, действовать осторожно, чтобы исключить риск задевания корней.

Процедура смены верхнего слоя горшечного грунта состоит из нескольких шагов:

1. Емкость с растением переносят на ровную, гладкую поверхность, застеленную сверху изолирующей пленкой или же кадку, контейнер, цветочницу окружают пленкой и бумагой так, чтобы избежать загрязнения поверхности пола.
2. У культуры удаляют сухие листья, осматривают крону, при необходимости проводят санитарную чистку, обрезая сухие и поврежденные побеги.
3. Проводят очистку листьев от пыли и загрязнений мягкой губкой или текстильной салфеткой (если это возможно).
4. Если почва уплотнена, на ней образовалась корка, нарушена водопроницаемость, вилкой или любым удобным инструментом для работы с комнатными растениями слегка рыхлят грунт, не задевая корней.
5. Почву аккуратно выгребают вначале по краю горшка или контейнера, аккуратно снимая несколько сантиметров грунта по окружности или периметру емкости.
6. Удалив субстрат с краю, аккуратно продвигаются к побегам растения, вглубь горшка. Вначале снимают все видимые загрязненные участки, а затем и всю доступную почву, которую можно снять, не прикасаясь к корням.
7. Удалив всю почву, сверху насыпают свежий субстрат, подходящий для данного растения. Уровень почвы в горшках и контейнерах оставляют неизменным, за исключением тех случаев, когда у растения сверху были оголены корни: для такой процедуры корни покрывают субстратом так, чтобы сверху образовалось как минимум 5 мм почвенного слоя (оптимально – 1-1,5 см).
8. Аккуратно очистив емкость, удалив загрязнения, растения переставляют на поддоны и поливают. Если почва сильно проседает, ее слегка досыпают.

Подсыпка нового грунта в горшок после его частичной замены. © Alexis

Растениям, для которых провели смену верхнего слоя почвы, нормальный уход возобновляют сразу же. В отличие от пересадки, в адаптации или сокращении поливов, ограничении подкормок нет нужды (разумеется, если такие меры не обусловлены здоровьем зеленого любимца). Для растений, у которых так компенсируется отсутствие пересадки, остановка подкормок может привести к нехватке питательных веществ. Обязательные, регулярные подкормки позволяют компенсировать недостаточную плодородность остального субстрата. Если пересадка не проводилась очень давно, то концентрацию удобрений желательно повысить или добавить в свежесозданный слой удобрения длительного действия.