Приезжая после окончания «мертвого» зимнего сезона на свои фазенды, вдруг замечаешь, что на поверхности фасада, а то и на цокольной части фундамента дорогой для сердца дачи, появились зловещие трещины, при этом дверные и оконные коробки перекошены, а в оконных рамах образовались щели. Причина всех этих неприятностей вовсе не в землетрясениях или в проделках злых соседей, а в неприметной на глаз «тихой» подвижке основания фундамента, которую вызвали силы морозного пучения грунта.
Морозному пучению подвергаются грунты, содержащие мельчайшие пылеватые и глинистые частицы, поскольку по сравнению с крупными и средними песками, эти частицы очень хорошо связывают воду. При замерзании насыщенная водой масса значительно увеличивается в объеме, возникают силы, которые начинают воздействовать на находящиеся в грунте конструкции и выталкивать их из земли.
Деформация конструктивных элементов здания вследствие морозного пучения – результат воздействия на них, так называемых, нормальных и касательных сил. Первые возникают под подошвой фундамента в результате замерзания и увеличения объема пучинистого грунта, вторые – воздействуют на боковые поверхности фундамента при смещении грунта, примерзшего к боковым поверхностям фундамента. Кроме того, увеличившийся в объеме замерзший грунт начинает давить перпендикулярно поверхности стен подвалов, вызывая деформацию фундаментов в горизонтальном направлении.
При увеличении влажности пучинистых грунтов в результате атмосферных осадков, таянии снега, при капиллярном поднятии влаги и повышении уровня грунтовых вод процесс пучения усиливается в разы.
В Москве и области порядка 80% грунтов относится к категории пучинистых, глубина промерзания которых в зимний период может достигать 1,35м и более. Поэтому актуальна в частном домостроении проблема защиты от деформаций фундаментов; инженерных коммуникаций, проложенных под землей; площадок, покрытых асфальтом, бетоном или плитками, а также подъездов к зданиям.
Обычно чтобы предотвратить деформации фундаментов на пучинистых грунтах, их подошву располагают на 200мм ниже уровня промерзания грунтов, непременно делая подсыпку из не пучинистого материала слоем 100-300мм. Этим самым избавляются от непосредственного давления мерзлого грунта снизу. Однако надо также нейтрализовать касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности фундамента.
В основном для ослабления касательных сил используют два способа:
- выполняют обмазку всей внешней боковой поверхности фундаментов и стен подвалов на глубину заложения, с целью уменьшения их шероховатость и сил сцепления со смерзшимся пучащимся грунтом;
- обратная засыпка пазух фундамента непучинистым грунтом на всю глубину заложения, при этом ширина засыпки по низу выемки должна быть не менее 500мм.
Чтобы предотвратить заиливание, необходимо использовать специальные фильтрующие материалы, такие как стеклохолст, геотекстиль типа «Тайпар» или какие-то другие, которые хорошо пропускают воду, но препятствуют проникновению мельчайших пылевато-глинистых частиц в песчаную подушку или засыпку пазух фундамента.
Для удаления грунтовых вод от фундамента необходимо устраивать дренажную систему, позволяющую понизить влажность грунта за счет снижения уровня грунтовых вод. Традиционная конструкция системы представляет собой систему дренажных труб, размещенных в слое промытого гравия, задерживающего частицы грунта. Трубы укладывают с небольшим уклоном, обеспечивающим сток воды в специальный колодец, канализацию или на ландшафт. Чтобы предотвратить заиливание дренажных отверстий, можно использовать те же фильтрующие материалы.
Перечисленные выше мероприятия лишь уменьшают воздействие сил морозного пучения, но не ликвидируют причину их возникновения. Для этого необходимо устроить утепление теплоизоляционными материалами грунта вокруг фундамента здания, при этом ликвидируется причина, вызывающая морозное пучение. Данная технология может быть реализована как при возведении новых домов, так и в процессе эксплуатации существующих построек, причем размещение теплоизоляционного материала по периметру здания позволяет не только защитить грунт от промерзания, но и утеплить подвальные помещения.
Для устройства теплоизоляционного слоя грунт вокруг дома выкапывают на глубину примерно 500мм. Размеры выемки должны обеспечить укладку утеплителя шириной не менее 1200мм. После этого на дно траншеи насыпают слой промытого песка толщиной не менее 200мм, устраивают небольшой уклон песчаной подушки в сторону от фундамента и тщательно утрамбовывают.
В качестве теплоизоляционного материала используют утеплители, способные сохранять необходимые теплозащитные свойства во влажной среде и воспринимать нагрузки от расположенных над ними конструкций. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает экструдированный пенополистирол различных марок, плиты которого укладывают на песок.
