Морозное пучение грунта и его влияние на фундамент

Особенности морозного пучения грунта

Пучение грунта – это очень сложное и в последствии приводящее к всевозможным последствиям. Если пренебречь данным явлением, то можно не избежать различного вида проблем. Например, чаще всего в таких случаях при замерзании грунта «поднимается» фундамент вместе с легким зданием, а при оттаивании грунта – опускаются. Неравномерность оттаивания и замерзания грунта приводит в аварийное состояние постройку, а иногда способствует и полному разрушению.

Все мы помним из школьного курса физики, что при замерзании вода имеет больший объем. Тем самым она, замерзая, расширяет и даже разрывает трубопроводы или сосуды.
С грунтом происходит в точности такая же картина. В грунте имеется влага, которая при отрицательной температуре замерзает и увеличивается в объеме. Таким образом, происходит поднятие грунта. Здесь можно сделать простой вывод: чем больше влаги в земле, тем больше при замерзании она увеличивается в объеме и, следовательно, сильнее поднимается грунт.

Если грунт пористый на участке, то явление пучения грунта заметно меньше. Это в результате того, что при замерзании грунт заполняет пустоты пор. А при очень пористом грунте вероятность пучения грунта сводится на нет.

Грунт всегда промерзает постепенно, начиная сверху, с поверхности земли. Замерзая, грунт начинает вытеснять присутствующую влагу, которая уходит все ниже и ниже через поры. Опять же, если грунт пористый, то влага с легкостью и беспрепятственно уходит, и пучения грунта не происходит. Участки с глиной очень плохо пропускают жидкость. Влага здесь не уходит вниз и провоцирует пучение грунта.

Виды сил морозного пучения

Сила, с которой действует грунт при пучении на фундамент, всегда различна. Но совсем не обращать на такое явление не стоит. Все силы морозного пучения можно поделить на два вида:

• касательные силы
• вертикальные силы

При касательной силе, грунт, примерзая к боковым стенкам фундамента, поднимает фундамент с помощью боковых трений. Грунт кроме поднятия фундамента, также расслаивает его на части. Сила при этом может достигать огромной величины – до 7т на один квадратный метр фундамента.

В случае вертикальной силы грунт как бы поднимает фундамент из земли, подталкивая его снизу.
Такие ситуации частенько возникают, когда люди хотят сэкономить денег, удешевив процесс строительства, и от фундамента заглубленного ниже уровня промерзания грунта. Тем самым усложняют свое положение.

Влияние морозного пучения грунта на фундампент

Именно из-за морозного пучения грунта в нашей стране не подходит облегченный фундамент Западных стран. В России другие климатические условия, более тяжелые, не такие как, например, в Германии или Италии. У нас грунт промерзает на глубину 1,5 метра.

Очень опасен процесс морозного пучения грунта при неравномерном вспучивании грунта. За несколько лет фундамент несколько раз поднимается и опускается. Происходит из-за перекоса фундамента. Стены дома тоже от этого страдают, они могут перекоситься или вовсе деформироваться, теряя свою функциональность и прочность. В последствии это дом становится просто аварийным.

Очень сильно сказываются силы морозного пучения грунта на монолитных ленточных фундаментах, бутобетонных, с отсутствием каркаса из арматуры. Большая опасность возникает и зданий, построенных на участках, где уровень грунтовых вод располагается выше уровня промерзания самого грунта. Так как влаги в земле содержится в изобилии, то это увеличивает морозное пучение в несколько раз. А сила пучения, как не печально, огромна и разрушительна.

Конечно, для домов из кирпича сила морозного пучения не столь опасна, как для деревянных и облегченных домов. Если тяжесть всей конструкции больше силы морозного пучения, направленной на фундамент, то фундамент не поднимается. Но обольщаться не стоит, когда вес конструкции здания не способен скомпенсировать силу морозного пучения.

Вспучивание грунта происходит неравномерно не только из-за влажности, присутствующей в земле. Нередко все дело в том, что грунт не промерзает под домом, а силы морозного пучения не действуют на внутренние стенки фундамента. Стенки фундамента снаружи находятся под действием силы морозного пучения, и при поднятии здание легко деформируется. Эта ситуация рассматривается только с теми домами, которые в зимний период прогреваются.

Однако и наружные станки фундамента подвергаются неравномерной нагрузке. Как обычно на южной стороне снег у дома тает быстрее, воды от этого становится много. Днем вода накапливается, а ночью – замерзает. Фундамент на южной стороне дома испытывает на себе поочередные силы пучения. На северной стороне дома оттаивание происходит намного медленнее, и фундамент испытывает постоянную силу пучения. Таким образом, в результате неравномерности действия сил пучения, возникают трещины, деформации и разрушения.

Все грунты на дачных участках можно элементарно условно разделить на пучинистые и непучинистые.

Пучинистые грунты включают в себя: глину, крупномоноблочные и песчаные пылеватые (глиняный наполнитель более 15 %). Но и чистый песок, который относится к непучинистому грунту, при некоторых условиях может вспучится. Это, например, когда песок заключен в глиняный замок. Здесь верхние слои при замерзании не пропускают воду ниже, поэтому она поднимаются наверх.

Защита фундамента от промерзания грунта

Грунт защищают от промерзания покрытием теплоизоляционным материалом, большим количеством снежного покрова. Теплоизоляционный материал располагают по всему периметру дома. Материал для теплоизоляции используется самый элементарный – опилки, солома, листья, сухой торф и т.п.

Вывод: долговечность любой конструкции прямо зависит от влияния силы морозного пучения.