Як будувати на рухливих грунтах?
Само по собі будівництво будинків на пучинистих грунті досить часто зустрічається в українських регіонах, які по більшій своїй частині холодні і сирі. Таке будівництво завжди має ряд особливостей, які обов'язково варто враховувати. Розглянемо більш докладно ці особливості.
Що з себе являє пучиністий грунт?
Під пучинистих грунтом можна розуміти будь-який грунт, який має функцію пучения. Пученіє - це процес. при якому волога в грунті, яка перетворилася на лід розширюється за рахунок меншої щільності льоду щодо води і, відповідно, збільшує обсяг всього грунту.
Виходить, такий грунт як би спучується. Звідси і назва цього процесу. Очевидно, що пученіє характерно для всіх грунтів, але проявлятися воно буде в різному ступені.
Основні закомонерності тут такі. По-перше, чим більше води в ґрунті, чим сильніше можливе пученіє. По-друге, чим більше грунт здатний утримувати вологи всередині себе, тим більше його пучинистість.
Типи грунтів, найбільш схильних до дії пучения.
Незважаючи на те, що, строго кажучи, абсолютно будь-який грунт в тій чи іншій мірі схильний до сдимистості, в будівництві прийнято виділяти ряд грунтів, які найбільш сильно схильні до процесу здимання.
Відносяться до таких грунтів головним чином все грунти, що містять глинисті частки в своєму складі. Причому, чим більше глини в грунті, тим більше сильно він схильний до пученію.
Умовно непучиністих грунтами прийнято вважати такі: скельні уламкові гірські породи, грубозернисті піски без домішок глинистих частинок, середньозернистий пісок, гравелисті піски. До пучинистих ж можна сміливо віднести дрібні піски містять у великій кількості глину.
Чим пучиністий грунт небезпечний для будівлі?
При настанні морозів вода в грунті під фундаментом і поруч з ним перетворюється на лід. Щільність грунту в цілому зменшується, а обсяг зростає. Відповідно, грунт під будівлею і поруч з ним починає спучуватися.
Сили морозного обдимання, які будуть діяти на будівлю в цьому випадку можна умовно розділити на два типи. По-перше, сили, що діють вертикально знизу вгору, в напрямку поверхні землі. Такі сили здатні підняти всю будівлю або його частину.
По-друге, дотичні сили обдимання, які діють на бічну поверхню фундаменту. Такі сили здатні повернути, зрушити будівлю.
Навесні ж, коли настає відлига і лід знову перетворюється в воду, відбувається зворотний процес - щільність грунту під будівлею зростає, обсяг зменшується, будівля, відповідно, не береться. Рухи будівлі можуть привести до появи деформацій, тріщин і навіть руйнування всієї будівлі.
Підходи до вирішення проблеми сдимистості.
Можна виділити кілька ключових для вирішення проблем сдимистості моментів.
Фактори, що сприяють зниженню сдимистості грунту наступні:
1. Виключення (видалення) глини з піску: глина здатна утримувати воду в грунті.
2. Укрупнення піску: в такому грунті не відбувається застій води; вода не затримуючись швидко йде в шари грунту, розташовані нижче.
3. пучинистом можлива лише в межах глибини, на яку промерзає під будівлею грунт.
4. Під цілий опалювальним будівлею температура грунту завжди вище і глибина, на яку буде промерзати грунт в районі фундаменту такого будинку буде мінімальною.
5. Якщо грунтові води досить низько залягають, то знижується ймовірність здимання, оскільки перший водоносний шар буде перебувати нижче глибини, на яку промерзає грунт.
Методи вирішення проблеми сдимистості.
В даний час відомо багато добре зарекомендававшіх себе в будівельній практиці способів вирішення проблем будівництва на пучинистих грунті. Перерахуємо і проаналізуємо їх.
1. Повна заміна пучинистого грунту грунтом непучиністим.
Цей спосіб, як видно з назви, вимагає для своєї реалізації великого обсягу земельних робіт. Пучиністий грунт в місці, виділеному для будівництва повністю видаляється і на його місце вкладається непучиністих грунт, головним чином, крупно-або середньозернистий пісок.
Цей метод повністю вирішує проблему сдимистості, оскільки в такому грунті вода не буде застоюватися і відразу буде йти в нижні шари грунту, при тому, звичайно, що глибина, на якій залягають підземні води досить велика - більше, ніж глибина, до якої промерзає грунт в зимовий період.
2. Дренаж ґрунту.
Метод може бути виконаний як самостійно, так і в комбінації з іншими методами. Суть зводиться до осушення грунту, розташованого під і в районі фундаменту будівлі.
Для цього уздовж всього периметра будівлі риється траншея, в яку вкладаються перфоровані (содержашийся отвори на своїх поверхнях) дренажні труби, з'єднані один з одним в єдину зливну систему.
Труби огортаються в геотекстиль і з усіх боків присипаються галькою або щебенем. Це потрібно для того, щоб в таку трубу надходила тільки вода з грунту, а сам грунт в неї не проникав.
На невеликій відстані від такої трубопровідної системи риється дренажний колодязь, який потім з'єднується з трубопровідною системою. Функція колодязя - збір води, з дренажної системи.
Щоб вода надходила з грунту в колодязь самопливом труби укладаються з якимось ухилом, тобто найбільш віддалені від колодязя труби розташовуються декілька вище, ніж труби, які безпосередньо примикають до колодязя.
Зробити такий ухил можна легко, якщо траншею перед укладанням в неї дренажних труб засипати на різному рівні щебенем: поблизу колодязя мінімальним шаром, а в самих далеких точках дренажної системи максимальним шаром.
Глибина закладки дренажних труб залежить від тієї глибини, на якій розташована підошва фундаменту і від глибини знаходження підземних вод в даній місцевості і зазвичай становить приблизно 0,5 м.
3. Вибір відповідного фундаменту під пучиністий грунт.
Від грамотного вибору того чи іншого виду фундаменту залежить дуже багато чого. На рухливих грунтах найбільш прийнятними можуть бути пальові і монолітні. Розглянемо більш докладно їх.
Ідея будівництва фундаменту палі полягає в тому, що паля заглиблюється нижче глибини, на яку здатний промерзати під будівлею грунт і, таким чином, не буде піддана вертикальному морозному пученію - найбільш небезпечного для будівлі.
Типовий фундамент палі, що використовує промислові, заводські палі вимагає для будівництва використання сваезабівной машини і вважається дорогим і складним у виконанні.
Тому в малоповерховому котеджному будівництві набув поширення його бюджетний варіант - свайно-гвинтовий фундамент, заснований на гвинтових палях, які вгвинчуються, вкручуються в грунт без використання сваезабівной машини та іншої складної техніки.
Інший варіант - використання плитного монолітного фундаменту. Цей фундамент вважається дорогим за витратами. Суть його в тому, що на заздалегідь підготовленій піщаній подушці споруджується монолітний плитний фундамент, на основі якого потім вже будується будинок.
Таким чином, фундамент буде розташовуватися вище рівня, до якого промерзає грунт під будівлею і такий фундамент буде схильний до пученію, однак монолітний фундамент представляє з себе жорстку залізобетонну структуру, здатну підніматися і опускатися при обдиманні без будь-яких деформацій і руйнувань.
Плитний фундамент вимагає проведення численних земляних робіт, а також великої кількості бетонної суміші, проте вважається хорошим захистом від негативних впливів пучинистого грунту.
4. Пристрій вимощення і зливової каналізації.
Зливова каналізація дозволяє збирати воду, яка випадає у вигляді атмосферних опадів в певні ємності і, тим самим, оберігає грунт, що примикає безпосередньо до будівлі від перезволоження. Тій же меті служить і вимощення, відводячи воду на деяку відстань від будівлі.
Отмостку споруджують по периметру будівлі, зазвичай використовуючи бетон або інший подібний будматеріал, що не пропускає воду. Ширина вимощення повинна становити не менше 1 метра і вона повинна мати невеликий ухил у бік, протилежний стороні розташування стіни (цоколя, фундаменту) будівлі, до якої така вимощення примикає.
5. Ускладнення будівлі.
Очевидно, що чим більше маса будівлі, яка припадає на одиницю поверхні грунту, тим менш імовірним стає процес підйому або зсуву будівлі при обдиманні.
Звідси випливає і даний метод: якщо дозволяє проект, то масу будівлі навмисно збільшують, в тому числі як засіб боротьби проти обдимання.
6. Утеплення фундаменту.
Ідея методу - підйом температури грунту, прилеглого безпосередньо до будівлі вище негативних значень. Таким чином, грунт, що знаходиться в районі фундаменту і не промерзає і пучения не відбувається. Цьому ж сприяє і постійне опалення підвалу і будинку в цілому в зимовий період.
Вибір того чи іншого методу в першу чергу повинен спиратися на проект будівлі, геологію грунту і клімат в місці будівництва. Важливим є і факт витрати сил, часу і грошей на реалізацію того чи іншого методу. Все це слід передбачити ще на етапі проектування будівлі, до початку будівництва.