Промерзание грунта зданий
Промерзание грунта зданий

Защита грунта зданий

Увеличение при промерзании 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. 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 района Северо-Запада 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 электропрогрев 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.