Стандарт по малозаглубленным фундаментам – инструмент, без которого не обойтись

Летом 2017 года компания ТЕХНОНИКОЛЬ опубликовала в открытом доступе Стандарт организации «Конструкции зданий и сооружений. Малозаглубленные фундаменты. Материалы для проектирования и правила монтажа». Этот документ содержит информацию о проектировании и устройстве различных типов малозаглубленных фундаментов на разных типах оснований, о мероприятиях, которые обеспечивают надежность и долговечность фундаментов, возводимых на пучинистых грунтах, а также альбом узлов по малозаглубленным фундаментам.

Зачем нужен Стандарт по фундаментам

Фундамент – это нижняя часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание (грунты). Решения, принимаемые при проектировании и возведении фундаментов, должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов: обеспечивать прочность, надежность и долговечность фундаментов, а также быть экономически обоснованными.

Частные застройщики при строительстве зданий и сооружений зачастую принимают решения без учета данных инженерно-геологических изысканий и без проведения необходимых расчетов. Такие решения в дальнейшем могут привести к разнообразным проблемам: подтоплению фундаментов, повреждению и разрушению строительных конструкций, чрезмерным расходам при возведении и эксплуатации зданий и сооружений.

Часто происходит так, что выбирается решение с избыточными характеристиками. Например, в коттеджном строительстве при возведении легких каркасно-щитовых домов принимается решение об устройстве ленточного фундамента, который необходимо заглублять ниже глубины промерзания (для Москвы, например, это более 1,5 метров). При строительстве такого фундамента требуется большое количества материала, усложняются работы по подготовке основания.

Другой важной проблемой является низкое качество возводимых фундаментов. Очень часто тип фундамента, материалы для него и методы строительства выбирают по принципу «как у соседа», либо выбирается низкобюджетный вариант. Последствием таких решений может стать сниженный срок службы здания, низкий уровень комфорта, повышенные расходы на содержание дома и даже разрушение.

Между тем, если пользоваться при проектировании данными инженерно-геологический изысканий и произвести необходимые расчеты, ошибок при выборе фундамента и при его возведении легко избежать. Стандарт по малозаглубленным фундаментам направлен на облегчение процесса проектирования и строительства фундаментов, а также на повышение качества зданий и сооружений в сегменте коттеджного и малоэтажного строительства (документ находится в свободном доступе). С его помощью можно выбрать наиболее подходящий для местных условий эксплуатации тип основания, произвести необходимые расчеты и построить надежный, долговечный и экономичный малозаглубленный фундамент.

Содержание Стандарта

Документ содержит положения по проектированию и правила монтажа малозаглубленных фундаментов зданий и сооружений различного назначения до 3-х этажей включительно, классов КС-1 и КС-2 (пониженного и нормального уровня ответственности) в соответствии с ГОСТ 27751. К этой категории относятся малоэтажные жилые и общественные здания, производственные, сельскохозяйственные здания, гаражи и другие малоэтажные здания и сооружения.

Читайте также:  Российские экспортеры начали получать сусбидии на сертификацию продукции за рубежом

Документ подробно описывает этапы проектирования оснований (фундаментов). Этот процесс включает обоснованный расчетом выбор:

  • типа основания (естественное или искусственное);
  • типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, из каменной или кирпичной кладки и др.);
  • мероприятий, которые при необходимости применяют для снижения влияния деформаций оснований на эксплуатационную надежность сооружений;
  • мероприятий, применяемых для снижения деформаций окружающей застройки.

В документе можно найти информацию о выборе строительных материалов и расчете их количества, а также о требованиях к конструкциям малозаглубленных фундаментов и перечень мероприятий, обеспечивающих их надежность и долговечность.

Материалы

Материалы, применяемые при возведении оснований и фундаментов, должны иметь необходимые характеристики, основанные на данных инженерных изысканиях и проведенных расчетов. Правильный расчет, помимо обеспечения надежности и долговечности, позволяет выбрать экономически обоснованное решение.

Для теплоизоляции фундаментов рекомендуется использовать экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON. Материал обладает низкой теплопроводностью, высокой прочностью, а также практически нулевым водопоглощением, что является одной из наиболее важных характеристик при применении теплоизоляционных материалов в условиях непосредственного контакта с влагой. Также экструзионный пенополистирол стоек к воздействию химических веществ и микроорганизмов, находящихся в почве, а его долговечность превышает 40 лет.

Морозное пучение

При возведении малозаглубленных фундаментов важно принять меры для их защиты от воздействия сил морозного пучения.

Морозное пучение грунтов – это процесс увеличения в объеме и деформирования дисперсных грунтов при промерзании и расширении находящейся в них влаги. При оттаивании пучинистых грунтов происходит разуплотнение скелета грунта. Основание, не защищенное от сил морозного пучения, испытывает большие нагрузки и часто деформируется, приводя к неравномерной усадке дома или даже его разрушению. Стандарт содержит информацию о мероприятиях, позволяющих снизить воздействие сил морозного пучения на основания и фундаменты.

Морозное пучение тем больше, чем больше воды содержится в грунте выше глубины промерзания. К пучинистым относятся дисперсные грунты, которые при переходе из талого в мерзлое состояние увеличиваются в объеме вследствие образования кристаллов льда. Морозному пучению подвержены грунты с высоким содержанием глинистых и пылеватых частиц. Из-за очень малого размера глинистых частиц (около 1 мкм) такой грунт плохо пропускает воду и имеет высокий капиллярный подсос влаги, соответственно, глинистые грунты практически не высушиваются и всегда имеют достаточно высокую влажность.

Читайте также:  В ТехноНИКОЛЬ появился проектно-расчетный центр

Силы морозного пучения бывают двух типов – касательные, которые действуют за счет трения о вертикальные заглубленные элементы конструкций, и нормальные, которые действуют снизу-вверх перпендикулярно подошве фундамента. В малозаглубленных фундаментах касательные силы практически отсутствуют и не оказывают серьезного воздействия на конструкцию, однако присутствуют нормальные силы морозного пучения.

Положения Стандарта предусматривают использование слоя сезоннопромерзающего грунта в качестве основания фундамента. Для возведения надежного основания на таких грунтах необходимо обеспечить следующие меры:

  • замена пучинистого грунта на непучинистый;
  • отвод вод из-под основания;
  • теплоизоляция фундамента.

В зависимости от гидрогеологических условий эти меры можно применить как в комплексе, так и по отдельности.

Стандарт включает в себя метод расчета толщины теплоизоляционного слоя, позволяющей предотвратить деформации морозного пучения, для различных типов фундаментов. Кроме того, в документе представлена таблица с рассчитанной толщиной теплоизоляции для различных городов России (табл. 1).

По таблице можно определить требуемую толщину теплоизоляционного слоя для различных элементов фундамента:

dx1 – толщина теплоизоляции отмостки, мм;

Lx1 – ширина теплоизоляции отмостки, мм;

dx2 – толщина теплоизоляции наружной части фундамента, мм;

hx2 – глубина теплоизоляции наружной части фундамента, мм;

dx3 – толщина теплоизоляции пола изнутри, мм;

dx4 – теплоизоляция внутренней части фундамента, мм;

dx5 – толщина теплоизоляции пола снаружи, мм.

Стандарт по малозаглубленным фундаментам – инструмент, без которого не обойтись
Стандарт по малозаглубленным фундаментам – инструмент, без которого не обойтись

Расчеты производились в специализированной программе для двухмерного моделирования стационарного и нестационарного процессов теплопередачи HEAT2, на основе моделирования температурных полей.

Расчеты по предельным основаниям

Стандарт по малозаглубленным фундаментам содержит информацию по методам расчета оснований по предельным состояниям.

Целью этого расчета является выбор технического решения фундаментов, которое обеспечит невозможность достижения основанием предельных состояний. При этом нужно учитывать не только нагрузки от проектируемого сооружения, но и возможное неблагоприятное влияние внешней среды, приводящее к изменению физико-механических свойств грунтов, например, воздействие поверхностных или подземных вод, климатических факторов, различного вида тепловых источников, техногенных факторов и т.д. К изменению влажности особенно чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима – набухающие и пучинистые грунты.