http://www.ton-m.ru/qa/416.html

 

http://www.ton-m.ru/qa/200.html

 

http://www.ton-m.ru/news/165.html
http://www.ton-m.ru/news/169.html

 

Каталог продукции
Главная / Применение материалов / Статьи / Устройство фундаментов...

Устройство фундаментов в зимнее время. Рекомендации и материалы от URSA XPS

Анализ деформаций сооружений, проводимый в последние годы, показывает, что более 15% случаев нарушения эксплуатационной пригодности обусловлено ошибками, допущенными при устройстве оснований и фундаментов в зимнее время. Эта публикация рассказывает о применении экструдированного пенополистирола URSA XPS при производстве фундаментных работ зимой.

Деформации могут наблюдаться как во время строительства, когда происходят процессы морозного пучения грунтов основания и наблюдается подъем уже построенных частей зданий (иногда до 2-х этажей) на 20–30 см, так и в результате устройства фундаментов на уже промороженных грунтах, в которых до устройства фундаментов имелись линзы льда.

На территории России по данным наблюдений в зимнее время происходит промерзание грунтов практически во всех районах. Глубина промерзания зависит от местоположения площадки строительства (так, например, на севере в Кемеровской области глубина промерзания грунта достигает 3,5 м, а в районе города Ростова-на-Дону – 90 см) и от свойств грунтов, залегающих в основании строящегося сооружения.

Характеристика грунтов

Пучинистыми называют грунты, которые при промерзании и переходе в мерзлое состояние обладают свойством увеличивать свой объем вследствие замерзания в них воды и образования ледяных включений в виде прослойков, линз, поликристаллов и т. п. При последующем оттаивании в этих грунтах протекает обратный процесс, сопровождающийся их осадкой, разуплотнением и снижением несущей способности.
Таким образом, при строительстве зданий и сооружений на пучинистых грунтах необходимо учитывать сезонные знакопеременные деформации основания, проявляющиеся в виде подъема и оседания его поверхности.

Пучинистыми могут быть практически все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.
Основными специфическими характеристиками пучинистых грунтов являются:
– абсолютная величина (деформация) морозного пучения hf, представляющая собой высоту поднятия промерзшего грунта в данной точке;
– интенсивность пучения fi, характеризующая пучение элементарного слоя промерзающего грунта;
– относительное пучение (или коэффициент пучения) f, определяемое по формуле:

 

   hf
f=

   df

где df – мощность слоя промерзания грунта.

В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания и уровня расположения подземных вод грунты при промерзании по степени пучинистости подразделяются на сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и практически непучинистые.
При установлении наименования грунта по степени морозной пучинистости консистенция глинистых грунтов должна приниматься по их природной влажности, соответствующей периоду начала промерзания (до миграции влаги в результате действия отрицательных температур). При наличии в пределах расчетной глубины промерзания глинистых грунтов различной консистенции степень морозной пучинистости этих грунтов в целом принимается по средневзвешенному значению их консистенции.

Крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, содержащие в своем составе более 30% по весу частиц размером менее 0,1 мм, при положении уровня подземных вод ниже расчетной глубины промерзания от 1 до
2 м, относятся к среднепучинистым грунтам, а менее одного метра – к сильнопучинистым.
Установление наименования грунта по степени морозной пучинистости производится с учетом расстояния между глубиной промерзания грунта и уровнем подземных вод. Разность между глубиной залегания уровня подземных вод и расчетной глубиной промерзания грунта определяется по формуле:

z = dw - df,

где dw – расстояние от планировочной отметки до глубины залегания уровня подземных вод; df – расчетная глубина промерзания.

При проектировании и строительстве на пучинистых грунтах необходимо различать нормативную и расчетную глубину сезонного промерзания грунтов.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин их сезонного промерзания (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне подземных вод, расположенных ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется в зависимости от нормативного значения dfn по формуле:

df = Khdfn,

где Kh– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима в здании, и принимается равным для неотапливаемых зданий Kh = 1,1, а для отапливаемых – в зависимости от конструкции полов, температуры внутри здания.

При устройстве фундаментов в пучинистых грунтах необходимо понимать последствия ошибок при проведении работ.
Например, использование пучинистых грунтов для обратной засыпки. При понижении температуры грунта происходит смерзание его с фундаментом и одновременно увеличение в объеме, приводящее к подъему поверхности. За счет этого по вертикальным поверхностям фундамента возникают касательные силы пучения (рис. 1а, б), которые направлены вверх и стремятся поднять фундамент.
Если при производстве работ глубина подошвы фундамента оказалась выше нижней границы глубины промерзания, то кроме касательных сил по поверхности будут действовать направленные вверх нормальные силы морозного пучения по его подошве (рис. 1б).
Устойчивость заложенного ниже глубины промерзания фундамента при морозном пучении грунтов обеспечивается при условии, если касательные силы по боковой поверхности фундамента в пределах глубины промерзания полностью уравновешиваются нагрузкой от фундамента и силами трения по боковой поверхности талого грунта ниже глубины промерзания (рис. 1а).

Рис. 1. Конструкции фундаментов в пучинистых грунтах:
а – заглубленные фундаменты ниже глубины промерзания;
б – заглубленные фундаменты не на всю глубину промерзания:
1 – фундамент; 2 – стена; 3 – нижняя граница глубины промерзания.

При заглублении фундамента не на всю глубину промерзания устойчивость его может быть обеспечена только в случае, если нагрузка от фундамента будет превышать суммарное значение касательных и нормальных сил пучения грунта (рис. 1б).
Устойчивость фундаментов при морозном пучении может быть существенно повышена за счет снижения касательных сил по боковой поверхности применением пластических смазок.

Необходимо отметить, что в зимнее время разработка грунтов является трудоемкой и дорогостоящей работой. Требуется оттаять грунты, разработать их, принять меры по защите непромерзших пучинистых грунтов при промерзании. Иногда для разработки мерзлых грунтов требуется применение дорогостоящих тяжелых бульдозеров и экскаваторов, что значительно увеличивает стоимость строительства.

Главной причиной морозного пучения грунтов является наличие в них свободной воды, способной переходить в лед при промерзании. Основные мероприятия по снижению пучения грунтов оснований, прежде всего, должны быть направлены на снижение их влажности, а также к недопущению полного водонасыщения грунтов как в зоне их промерзания, так и на 3 м ниже этой зоны.

Рекомендации: от проекта до нулевого цикла

При составлении проектов строительства и их осуществлении на площадках, сложенных пучинистыми грунтами, следует по возможности сохранять естественные пути водостоков, растительный покров и выполнять все требования по обеспечению быстрого стока поверхностных вод с площадки.
Следует также предусматривать надежный водоотвод подземных, атмосферных и производственных вод путем выполнения своевременно вертикальной планировки застраиваемой территории, устройство ливневой канализационной сети, водоотводных каналов и лотков, дренажа и других гидромелиоративных сооружений сразу же после окончания работ по нулевому циклу, не дожидаясь полного окончания строительных работ.

К мероприятиям по осушению участка относятся также меры по исключению переувлажнения грунтов на дне отрытых котлованов. До отрывки котлована, в первую очередь, необходимо защитить его от стока атмосферных вод с окружающей территории, от проникновения воды из соседних водоемов, канав путем устройства берм и канав.

Для снижения неравномерного увлажнения пучинистых грунтов вокруг фундаментов при проектировании и строительстве рекомендуется земляные работы производить с минимальным объемом нарушения грунтов природного сложения при рытье котлованов под фундаменты и траншеи подземных инженерных коммуникаций. Обязательно устраивать водонепроницаемые отмостки шириной не менее 1 м вокруг здания с глиняными гидроизолирующими слоями в основании.
На строительных площадках, сложенных глинистыми грунтами и имеющих уклон местности более 2%, при проектировании следует избегать устройства резервуаров для воды, прудов и других источников увлажнения, а также расположения вводов в здание трубопроводов канализации и водоснабжения с нагорной стороны здания или сооружения.
Строительные площадки, расположенные на склонах, должны быть ограждены до начала рытья котлованов от поверхностных вод, стекающих со склонов, постоянной нагорной канавкой с уклоном не менее 5%.
При строительстве не следует допускать утечек воды от повреждения временного или постоянного водопровода. При обнаружении на поверхности грунта стоячей воды или при увлажнении грунта от повреждения трубопровода необходимо принять срочные меры по ликвидации источников переувлажнения грунта вблизи расположения фундаментов.

В целях уменьшения сил пучения и предупреждения деформаций фундаментов вследствие смерзания пучащихся грунтов с боковой поверхностью фундаментов необходимо:
· применять полную или частичную замену пучинистого грунта непучинистым;
· уменьшать площадь смерзания грунта с поверхностью фундаментов;
· заанкеривать фундаменты в слое грунта ниже сезонного промерзания;
· снижать глубину промерзания грунта возле фундаментов с помощью проведения теплоизоляционных мероприятий.

Применение теплоизоляции URSA XPS в условиях пучинистых грунтов

 

Высокоэффективным методом защиты пучинистых грунтов от промерзания при строительстве гражданских и промышленных зданий в России оказалось применение теплоизоляционных материалов. В этом случае котлованы для устройства подземных сооружений или фундаментов вырываются в теплое время года (сентябрь, октябрь). После подготовки грунты котлована защищаются теплоизолирующими материалами.
Ранее для этих целей применялся снег, рыхлый грунт, торф, опилки и т. д. Однако опыт применения этих теплоизолирующих материалов показал, что во многих случаях они не являются надежной теплоизоляцией, так как в период оттепели и повышения температуры, а также в период дождей эти материалы перестают выполнять теплоизолирующие функции. Сейчас в качестве теплоизоляционных материалов для защиты грунтов от промерзания и для защиты бетонных и железобетонных конструкций и фундаментов на многих

строительных объектах, например в Москве и Московской области, успешно применяются теплоизоляционные материалы URSA XPS.

Пенообразная структура экструдированного пенополистирола URSA FOAM, обеспечивающая высокие теплоизоляционные характеристики, формируется благодаря особенностям технологического процесса получения этого материала. Плиты получают методом экструзии из композиции полистирола, красителя и повышающих прочность и снижающих горючесть наполнителей. Вспенивающим агентом при производстве плит является двуокись углерода.
Необходимо отметить, что именно благодаря применению в качестве вспенивателя углекислого газа, а не различного рода фреонов, разрушающих озоновый слой, экструдированный пенополистирол URSA XPS является экологически чистым материалом.Плиты имеют мелкоячеистую закрытую пористую структуру. Доля закрытых пор составляет не менее 95%.
Для придания повышенной твердости и прочности поверхность плит дополнительно уплотняется термическим способом. Боковые и торцевые грани плит образуются за счет механической обработки (резки и фрезеровки), которая обеспечивает оптимальное соединение плит при укладке на объекте.
В зависимости от физико-механических характеристик плиты выпускаются следующих марок: URSA XPS N-III.
Термоуплотненная поверхность плит марок N-III-PZ подвергается дополнительной механической обработке и имеет «вафельную» структуру для улучшения сцепления со штукатурными и клеевыми составами.

Технология изготовления - высокие эксплуатационные способности

Имея невысокую плотность, URSA XPS обладает действительно великолепными механическими и теплотехническими характеристиками, что во многом обеспечивается технологией его получения. Так, для пенополистирола марки N-III прочность сжатия при 10% деформации составляет 0,3 МПа (30 т/м2), а для N-V – 0,5 МПа (50 т/м2). Объемное водопоглощение у всех марок ничтожно мало – менее 0,3%. По этой причине коэффициент теплопроводности меньше, чем у других теплоизоляционных материалов, и не превышает 0,032 Вт/м°С даже при непосредственном контакте с водой.
URSA XPS является биологически стойким материалом, т. е. не подвержен воздействию грибков, плесени и не привлекает грызунов. Он не теряет своих свойств под воздействием отрицательных температур и атмосферных осадков, но не обладает устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, поэтому при складировании, транспортировке и эксплуатации требуется защита от солнечного облучения. В то же время экструдированный пенополистирол химически стоек ко многим веществам.

Приведенные выше технико-эксплуатационные характеристики экструдированного пенополистирола были подтверждены результатами исследований, проведенных на объектах строительства и реконструкции ряда жилых и гражданских зданий в различных регионах Российской Федерации.
Сегодня URSA XPS поставляется в нашу страну из Германии и Италии, но уже сейчас специалисты компании рассматривают возможность строительства завода в России.

В вашем браузере отключена поддержка Jasvscript. Работа в таком режиме затруднительна.
Пожалуйста, включите в браузере режим "Javascript - разрешено"!
Если Вы не знаете как это сделать, обратитесь к системному администратору.
Вы используете устаревшую версию браузера.
Отображение страниц сайта с этим браузером проблематична.
Пожалуйста, обновите версию браузера!
Если Вы не знаете как это сделать, обратитесь к системному администратору.