Как да изградим фундамент върху издигаща се почва - 1

2024 Автор: Sebastian Paterson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 13:47

За опасностите от надигането на почвите - как да предпазим летните вили от това вредно явление

Пристигайки след зимата в лятната вила, внимателно се огледайте. И ще видите, че в някои къщи се пукат змии по стените и стъклото на прозорците. В други райони портите бяха наклонени (фигура 1), дърварникът или навесът се навеждаха силно (фигура 2)

Това е резултат от такъв изключително нежелан природен феномен като подуване на почвата. Особено зле, или по-скоро разрушително, издигането засяга преди всичко онази част от основите на сградите, която е в земята. Това явление често не се взема предвид не само самостроители летни жители, но понякога и професионални строители.

Откъде идва това злокачествено издуване на почвата и как се формира? Както знаете от училищния учебник по физика, водата в процеса на замръзване увеличава обема си с 10-15 процента. Поради това покачването и спадането на почвата в Северозапад достига 20 сантиметра и повече.

Ако разширяването на водата се случва във влажни, плътни глини, във фини песъчливи и прашни почви, които могат да променят драстично обема и да се деформират (т.е. подуване) при отрицателни температури, тогава тези почви се считат за издигане. И едрозърнест и чакъл - непорест. При условие, че имат свободно изтичане на вода.

Какви процеси протичат в тях, които позволяват да се разделят всички почвени почви на тези категории? При издути почви влагата се издига достатъчно високо от нивото на подпочвените води и, натрупвайки се, се задържа добре в почви, като например в гъба.

В непорестите почви влагата се утаява под собственото си тегло, сякаш пада през, като през сито и следователно не се издига високо. С други думи: колкото по-фина (по-тънка) е структурата на почвата, толкова по-високо се вдига влагата по нея и толкова повече тя се издига.

Ясно е, че почвата замръзва отгоре надолу. Влагата в горните слоеве, превръщайки се в лед, увеличава обема си и намалява. И ако тя, без да се бави, се просмуква през структурата на околната почва, например, чрез чакъл, едър пясък, който практически не създава устойчивост, тогава почвата не се разширява без влага, което означава, че ефектът на издуване не настъпва. И обратно…

Това важи особено за плътна глина. От такава глина влагата не само няма време да напусне, но и се натрупва. В резултат на това такава почва със сигурност ще се издигне. Явленията на издигане са не само значителни напълно непредсказуеми движения на земята, но и колосални натоварвания върху основата, достигащи налягане от 6-10 тона на квадратен метър.

Оттук и неизменното заключение: преди започване на строителството е наложително да се установи каква е максималната дълбочина на замръзване на дадено място:

• в най-студения сезон;
• при най-висока влажност на почвата;
• при пълна липса на снежна покривка.

В Ленинградска област дълбочината на замръзване е до 1,5 метра. Ясно е, че едновременното съчетаване на всички тези фактори е малко вероятно, но това е събитие за безопасност, което ви позволява да предсказвате и следователно да избягвате всякакви природни бедствия.

От съществено значение е също така, че дори издуването, деформирайки почвата, да не засяга пряко основата на основата, разположена под нивото на замръзване, напрежението на границата на зоната на замръзване може да бъде толкова значително, че да може да изцеди основата заедно с замръзналата почва или откъснете горната й част от дъното. Такива случаи са най-вероятни при изграждането на фундамент от камък, тухла или малки блокове, особено под леки сгради и конструкции.

Това е резултат от така наречените странични сили на сцепление. Те възникват, когато замръзналата почва се прилепва към страничните стени на основата и при определени условия достига налягане от 5 до 7 тона на квадратен метър от страничната повърхност.

Например, фундаментен стълб с диаметър 20 сантиметра с дълбочина на замръзване 150 сантиметра се влияе от страничните сили на сцепление над 9 тона. Това е няколко пъти натоварването от теглото на сградата. И така има ефект на издуване.

Това се дължи на факта, че над повърхността има постоянен сблъсък на студа отгоре и топлината на земята. Ако топлината на земята обикновено е постоянна, тогава степента на замръзване на почвата зависи от много фактори: температура и влажност на околния въздух, влажност на почвата, плътност и дебелина на снега, степента на затопляне от слънцето.

Поради температурната разлика линията на замръзване през деня е по-висока, отколкото през нощта. Тази разлика се увеличава особено там, където има малка или никаква снежна покривка. По-близо до пролетта почвата от южната страна се размразява по-бързо, отколкото от северната, и следователно става влажна и съответно снежният слой над нея става по-тънък, отколкото от северната страна.

Следователно, за разлика от северната страна на къщата, почвата от южната страна се затопля по-интензивно през деня и замръзва повече през нощта, като по този начин допринася за появата на странични сили на сцепление. Ефектът от тези сили се засилва особено, ако повърхността на основата е неравна и няма подходящо хидроизолационно покритие.

Вдлъбнатият лентов фундамент също може да бъде повдигнат чрез странични сили, ако отново няма гладка, плъзгаща се странична повърхност и не е достатъчно смачкан отгоре от къща или бетонни плочи.

Как можем да избегнем такива опасни разрушителни и често просто катастрофални проблеми? Една от тези опции, която ви позволява да ги избегнете, е показана на (Фигура 3.) Както виждаме, няма опори, заровени в земята, които биха могли да бъдат подложени на натоварване. В този случай сградата почива върху основни плочи. Сила, равна на част от теглото на сградата, ги притиска, тоест много малък товар.

Възглавницата с едър пясък (против скали) ще предотврати образуването на лед и ще осигури баланса му. Такива фундаментни плочи могат да бъдат направени у дома (крайградски) условия от бетон с добавяне на чакъл, полагане на метална армировка. Най-добре е да използвате тел. Дебелината на плочата трябва да бъде най-малко 10 сантиметра. Могат да се използват и готови плочи. Преди полагане на плочите пясъкът се навлажнява и набива.

Въпреки това, така наречените плитки основи са много по-широко разпространени в строителството на летни вили. Това е, когато дълбочината на фундамента не достига дълбочината на замръзване на почвата (Фигура 4). От закона на физиката става ясно, че теглото на част от сграда (BZ) трябва да бъде балансирано от силата на издигане на почвата (GH), генерирана от разширяването на замръзващата почва (лед) и страничните сили на сцепление (BS), които изтласкват опорите.

Силата на надигане на почвата при ниски температури може значително да надвиши теглото на сградата и тогава опората на основата неизбежно ще бъде изтласкана. Това е много забележимо в началото на пролетта, когато горният слой на почвата се размразява напълно и се затопля добре. При топло време опората ще спадне, но не много, тъй като пространството под нея е запълнено с вода и наводнена почва. След известно време такава опора ще се измести и сградата неизбежно ще се изкриви.

За да се избегне подобно нежелано явление, много често в основата и стените се полага метална армировка, а също така се конструират подсилващи колани (Фигура 5). Или основата на основата е разширена под формата на опорна платформа-котва (Фигура 6). В тези случаи твърдостта на стените и основата се увеличава и следователно устойчивостта на цялата конструкция към натоварвания от подуване на почвата се увеличава рязко.

Следва продължение