Как защитить фундамент от промерзания?

При устройстве фундаментов домов следует предусматривать меры по защите оснований фундаментов от промерзания. На глубину промерзания влияют климат (температура, высота снежного покрова), вид грунта и внутренняя температура дома.

Непромерзающими видами оснований являются скала, крупный песок, гравий. Ясно, что на промерзающих грунтах фундаменты следует закладывать ниже глубины промерзания почвы

Рис. 1. Деформация фундаментов

а - величина просадки;б - величина пучения;в - величина бокового сдвига; У.П.Г. - уровень промерзания грунта;1 - просадка фундамента (А>Б);2 - выпучивание фундамента при заложении его подошвы выше У.П.Г. (А<Б+В1);3 - отрыв и выпучивание верхней части фундамента при заложении ниже У.П.Г. (А<В1);4 - боковой сдвиг фундамента; А - нагрузки на фундамент; Б - сопротивление грунта; В - вертикальные силы морозного пучения грунта; В1 - касательные силы морозного пучения грунта; Г - силы бокового давления.

Ошибкой многих индивидуальных застройщиков является уверенность, что чем глубже заложен фундамент, тем лучше, и что такое решение уже само по себе обеспечивает его надежную работу и устойчивость. Действительно, при расположении подошвы фундамента ниже уровня промерзания грунта вертикальные силы морозного пучения перестают действовать на нее снизу, однако касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности, могут и в этом случае вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом или оторвать его верхнюю часть от нижней. Такие случаи наиболее вероятны при устройстве фундаментов из камня, кирпича или мелких блоков, особенно под легкими зданиями и сооружениями. Чтобы не допустить деформации фундаментов на пучинистых грунтах, необходимо не только расположить их подошву ниже уровня промерзания грунтов и тем самым избавиться от непосредственного давления мерзлого грунта снизу, но надо также нейтрализовать касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности фундамента. Для этой цели внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас, жестко связывающий верхнюю и нижнюю части фундамента, а основание делают уширенным, в виде опорной площадки-анкера, которая не позволяет вытащить фундамент из земли при морозном пучении грунта. Такое конструктивное решение гарантирует стабильную работу фундаментов при любых вертикальных деформациях грунта, однако, практически оно возможно лишь при использовании железобетона. Если фундаменты возводят из камня, кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования, необходимо их стены делать наклонными (сужающимися кверху). Такой способ устройства фундаментных стен и столбов при тщательном выравнивании их поверхностей значительно ослабляет боковое вертикальное воздействие пучинистых грунтов на фундамент.

Дополнительными мерами, уменьшающими влияние сил морозного пучения, могут быть:

- покрытие боковых поверхностей фундамента скользящим слоем (отработанное машинное масло, полиэтиленовая пленка);

- утепление поверхностного слоя грунта вокруг фундаментов (шлак, керамзит, пенопласт), при котором уменьшается местная глубина промерзания грунта.

Последнюю меру можно применить и для ранее построенных мелкозаглубленных фундаментов, нуждающихся в защите от морозного пучения. В районах с высоким расположением грунтовых вод на фундаменты малоэтажных зданий воздействуют силы морозного пучения. В тяжелых пучинистых грунтах (водонасыщенные глины, суглинки, супеси, мелкие и пылеватые пески) эти силы достигают 100...150 кПа (10...15 тс/м2) и, действуя на фундамент снизу вверх, часто превосходят нагрузки вышерасположенных конструкций.

При этом сезонные вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1...1,5 м составляют 10...15 см. Перекошенные крыльца, террасы, веранды, а иногда и стены домов - в подавляющем большинстве случаев результат действия именно сил морозного пучения грунтов.

Принципы защиты оснований и фундаментов от промерзания

На почву, находящуюся под зданием, оказывают влияние холодный наружный воздух и теплота, проникающая из здания. Изоляция уменьшает воздействие низких температур на основание здания. Она может быть уложена с внешней стороны, с обеих его сторон или в составе конструкции цоколя — внутри фундаментной стены. Лучший результат достигается, если теплоизоляция находится с внешней стороны фундамента.

Рис. 2. Под заглубленным основанием устраивается основание из уплотненного слоя щебня для предупреждения повреждения фундамента от морозного вспучивания грунта:

1 - грунт; 2 - линия температурного равновесия; 3 - теплоизоляционный слой; 4 - направление действия отрицательных температур; 5 - направление поступления теплоты.

Вокруг здания теплоизоляцию обычно располагают в пределах примерно 1 м от фундамента. Ее прокладывают на глубине около 30 см так, чтобы она была с уклоном от стен здания. В качестве изоляции используют различные теплоизоляционные материалы по возможности с минимальной степенью гигроскопичности. Толщина защиты зависит от применяемого материала.

Теплоизоляционный материал должен обладать не только хорошими теплоизолирующими свойствами, но и соответствовать нормам прочности. Поэтому при выборе теплоизоляционного материала, предназначенного для защиты фундамента от промерзания, нужно учитывать воспринимаемую им нагрузку.