Защита фундамента 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. 
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
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/м 2 ) 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. 
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.
Как защитить фундамент от промерзания — советы эксперта
ПЛН ДОМ и строительная база «Уграда» продолжают публикацию серии материалов о строительстве индивидуального дома. О том, как самостоятельно возвести энергоэффективное экологичное жилье, сэкономив при этом средства, рассказывает эксперт — объектный менеджер ООО «Новый город» Вадим Хмельницкий. Сегодня в центре внимания эксперта — фундамент.
Различные участки земли обладают различным влиянием на фундамент дома в зависимости от состава грунта, глубины его промерзания, а также от глубины залегания грунтовых вод. С точки зрения устройства фундамента лучше всего, чтобы уровень грунтовых вод был ниже глубины промерзания (например, в Псковской области — около 1,73м).
Зачастую уровень грунтовых вод находится выше глубины промерзания, что приводит к замерзанию воды в грунте и ее увеличению в объеме. Возникающие при этом силы расширения (называемые «морозным пучением») направлены вверх и стремятся вытолкнуть фундамент из грунта, год за годом постепенно разрушая его. Для нейтрализации этого процесса вместо наращивания массы фундамента и повышения его прочности до избыточных уровней применяются эффективные современные комплексные решения:
— утепление внешних стен фундамента;
— устройство вокруг здания утепленной отмостки теплоизоляционными плитами.
Это позволяет вывести область отрицательных температур из-под фундамента и исключить воздействие на него сил «морозного пучения».
Практически вся территория России находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Пучение грунта обусловлено тем, что накапливающаяся при его промерзании избыточная влага увеличивается в объеме в 1,092 раза. Но даже когда грунтовые воды находятся глубоко и не влияют на процесс пучения, оно происходит за счет перераспределения влаги в порах грунта в пределах глубины промерзания и расположенного ниже слоя грунта. Большинство строительных площадок, на которых возводят загородные дома, представлены глинистыми грунтами, мелкими и пылеватыми песками, проявляющими при промерзании пучинистые свойства. Классификация грунтов по степени опасности проявления морозного пучения и оценка возможной глубины промерзания регламентированы строительными нормами проектирования ( СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»).
По указанной классификации к пучинистым грунтам отнесенывсе глинистые грунты, пески мелкие и пылеватые, а также обломочные грунты спылевато-глинистым заполнением.
В сухом же состоянии перечисленные грунты отнесены к практически непучинистым.
Например, практически непучинистыми являются площадки, сложенные крупными и средней крупности песками. Рекомендации СНиП сводятся к определению нормативной глубины промерзания в различных грунтах и назначению соответствующей отметки заложения подошвы фундамента.
При угрозе возникновения процессов морозного пучения проводят термохимические, инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, технологические, теплоизоляционные, отопительные (обогревающие) и другие мероприятия. При выборе технических решений учитывают значимость сооружения или здания, а также технологические процессы и условия их эксплуатации. Предпочтение отдается таким мероприятиям, которые в данных условиях окажутся наиболее экономичными и эффективными.
Так, например, при наличии достаточно дешевых инертных материалов (песка, гравия, щебня ) возможна замена грунта в основании фундамента на 2/3 глубины промерзания подушкой и засыпка пазух с наружной стороны непучинистыми материалами.
При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий на пучинистых грунтах следует предусматривать отвод поверхностных, атмосферных и производственных вод путем организации вертикальной планировки, ливнестоков, водоотводных канав или лотков. При высоком уровне грунтовых вод необходимо устройство дренажа. Нельзя допускать застаивания воды в строительных котлованах, необходимо организовать ее систематическое удаление. Снижения неравномерного увлажнения грунтов в основании можно добиться устройством водонепроницаемой отмостки (рекомендуемый уклон от здания — 3%).
Если фундаменты остаются на зимний период не полностью загруженными (например, здание еще не достроено и не утеплено), то в этом случае должны быть предусмотрены специальные мероприятия по защите недостроенного здания или сооружения (устройство временного или постоянного утепления из опилок, шлака, снега и т. п.). В необходимых случаях можно организовать электропрогрев или внутреннее отопление здания.
В практике строительства известны случаи возведения временных укрытий в виде тепляков с организацией отопления (калориферами, электронагревателями, металлическими печами и т. п.). Для разумного расходования энергоносителей организуется наблюдение за степенью промерзания грунта у фундаментов. Особое внимание следует обратить на утепление подвальных помещений.
Вы, наверное, спросите меня, что такое тепляки? «Тепляки» — это временные каркасно-тентовые строительные укрытия, прочные, легкие, долговечные, быстромонтируемые, стойкие к любым погодным условиям. При относительно небольшой стоимости они позволяют не останавливать работы в зимнее время, таким образом, сокращая время строительства и при этом повышая надежность сооружений (позволяя избежать «холодных стыков» в железобетонных строениях). При изготовлении «тепляков» могут использоваться светопропускающие материалы, которые позволяют максимально использовать светлое время суток, сокращая расход электроэнергии на освещение. В последнее время в России тепляки вызывают огромный интерес. Для уменьшения воздействия на фундамент касательных сил «морозного пучения» пучинистый грунт, соприкасающийся с вертикальными поверхностями фундамента или со стенами подвала, рекомендуется заменить непучинистым. Обратную засыпку, которая выполняется по всему периметру здания, необходимо защитить слоем фильтрующего материала (рис.1).
Защита фундамента от воздействия касательных сил морозного пучения грунта: 1 — фундамент; 2 — обратная засыпка из непучинистого грунта; 3 — фильтрующий материал; 4 — существующий пучинистый грунт
Одним из путей уменьшения активности пучинистых грунтов является устройство дренажа, позволяющее понизить влажность грунта за счет снижения уровня грунтовых вод (рис.2).
Варианты устройства дренажа для снижения уровня грунтовых вод: 1 — существующий фундамент; 2 — дренажные трубки; 3 — фильтрующий материал; 4 — промытый гравий
Подведу итог: Существует два основных метода уменьшения активности пучинистых грунтов — это дренаж и обратная засыпка из непучинистых грунтов.
Утепление оснований фундаментов
Исключить морозное пучение грунтов позволяет устройство теплоизоляции вокруг здания. Сущность этого способа заключается в том, что находящийся около здания грунт защищается теплоизоляционными материалами от промерзания и тем самым ликвидируется причина, вызывающая морозное пучение.
Для устройства теплоизоляции используют утеплители, способные сохранять необходимые теплозащитные качества во влажной среде и воспринимать нагрузки от расположенных над ними конструкций. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает экструдированный пенополистирол различных марок.
Размещение теплоизоляционного материала по периметру здания позволяет не только защитить грунт от промерзания, но и утеплить подвальные помещения (рис 3).
Защита грунта от промерзания в сочетании с утеплением подвальных помещений: 1 — стена подвала; 2 — песчаная подсыпка толщиной 200 мм; 3 — экструдированный пенополистирол; 4 — песчано-гравийная засыпка толщиной 300 мм
Грунт вокруг дома выкапывают на глубину 0,5-0,6 м. Размеры выемки должны обеспечить укладку утеплителя шириной не менее 1,2 м. После этого на дно траншеи насыпают слой промытого песка толщиной не менее 200 мм, устраивают небольшой уклон песчаной подушки в сторону от фундамента и тщательно утрамбовывают. На песок укладывают теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Толщина плит принимается в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя (таблица).
Толщина плит для теплоизоляции фундамента в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя
Не следует забывать, что потери тепла через наружные углы здания значительно превышают потери через стены, поэтому в зоне углов необходимо предусмотреть дополнительное утепление. Для этого на расстоянии 1,5-2 м от угла укладывают утеплитель толщиной в 1,4-1,5 раза большей, чем приведенная в таблице (рис 4).
Утепление с учетом потерь тепла через наружные углы здания: 1 — наружные стены дома; 2 — утепление из экструдированного пенополистирола по периметру дома; 3 — дополнительное утепление экструдированным пенополистиролом в зоне наружных углов
Утепление основания крыльца
Наиболее радикальным способом защиты крыльца от выпирания является защита его основания от промерзания (рис 5).
Утепление основания крыльца: 1 — песчаная или гравийная подсыпка толщиной 400 мм; 2 — экструдированный пенополистирол; 3 — слой песка толщиной 50-100 мм; 4 — лестница
Затем утеплитель засыпают слоем песка или гравия толщиной не менее 300 мм до поверхности грунта. Такое утепление будет препятствовать промерзанию грунта и появлению сил морозного пучения. Для этого делают выемку на 700 мм глубже подошвы крыльца или лестницы. На дне выемки устраивают песчаную подсыпку толщиной не менее 400 мм из промытого песка или гравия. На уплотненное основание укладывают плиты экструдированного пенополистирола, толщина которых принимается в соответствии с таблицей. Поверх утеплителя насыпают слой песка не менее 50 мм, на который устанавливается лестничный марш или крыльцо. Для защиты основания от промерзания утеплитель должен выступать за границы крыльца на 1,2 м.
Защита подъездов к гаражу от деформаций, вызванных морозным пучением грунтов
На подъезде к гаражу в результате морозного пучения грунтов могут появиться неровности, мешающие нормальному открыванию ворот, если у вас, конечно, не ролеты. Площадка перед гаражом постоянно очищается от снега, поэтому земля промерзает на большую глубину, что влечет за собой увеличение уровня деформаций грунта, вызванных силами морозного пучения. Предотвратить эти явления можно путем устройства теплоизоляции под дорогой, ведущей к гаражу. Для этого под площадкой или дорогой выкапывают небольшой котлован глубиной около 0,4 м. Его ширина с каждой стороны должна быть на 1,2 м больше ширины дороги (рис. 6).
Защита подъездов к гаражу от морозного пучения грунта: 1 — песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100-200 мм; 2 — экструдированный пенополистирол; 3 — слой песка толщиной 50 мм; 4 — засыпка из песка и грунта; 5 — бортовой камень; 6 — покрытие дороги (асфальт, плиты); 7 — песчаная подсыпка толщиной 200 мм
На дне котлована устраивают песчаную или гравийную подсыпку толщиной не менее 100-200 мм, на которую укладывают плиты из экструдированного пенополистирола требуемой толщины. Следует отметить, что, помимо способности сохранять высокие теплозащитные характеристики в грунтовой среде, экструдированный пенополистирол является материалом, способным воспринимать достаточно большие нагрузки, в частности от асфальтового покрытия дороги и машины, стоящей на нем.
Утеплитель, находящийся под полотном дороги, засыпают дополнительным слоем песка толщиной 200 мм, по которому укладывают покрытие из плит или асфальта. На песчаной подсыпке можно установить бортовой камень, заглубив его в песок приблизительно на 200 мм. Утеплитель, расположенный вне эксплуатируемого покрытия, засыпается слоем песка (20-30 мм), после чего выемка заполняется грунтом и выравнивается.
Аналогичным образом утепляют площадки перед домом (рис 7) и пешеходные дорожки, покрытые плиткой (рис 8). Не следует забывать, что выемка под утеплитель должна быть с каждой стороны на 1,2 м шире площадки или дорожки.
Утепление площадки перед домом: 1 — песчаная или гравийная подсыпка толщиной 200 мм; 2 — экструдированный пенополистирол; 3 — слой песка толщиной 30 мм; 4 — обратная засыпка песком и грунтом; 5 — покрытие площадки; 6 — песчаная подсыпка
Устройство пешеходных дорожек: 1 — песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100 мм; 2 — изолируемые трубы; 3 — гравийно-песчаная смесь толщиной 100 мм; 4 — экструдированный пенополистирол; 5 — засыпка песком, гравием или грунтов
Трубопроводы можно утеплить, расположив теплоизоляционные плиты не только сверху, но и по бокам (рис 9), а при прокладке новых инженерных коммуникаций их рекомендуется поместить в теплозащитный канал из экструдированного пенополистирола (рис 10).
Теплоизоляция трубопроводов с помощью теплоизоляционных плит: 1 — песчаная или гравийная подсыпка толщиной 100 мм; 2 — изолируемые трубы; 3 — гравийно-песчаная смесь толщиной 100 мм; 4 — экструдированный пенополистирол; 5 — засыпка песком, гравием или грунтом
В этой статье мы научились правильно утеплять основание фундамента, крыльцо, подъезды к гаражу. Но, повторюсь, эти методы исполняются при «идеальном» строительстве. Как показывает практика, все заканчивается обратной засыпкой и утеплением стен фундамента — экструзией. Никого не волнует, как будет эксплуатироваться здание потом, после сдачи. Поэтому, когда мы идем по улицам и видим «поднявшуюся» брусчатку, перекосы крыльца и другие недоработки, то можем смело говорить, что они появились из-за неосведомленности заказчика. Поэтому обращайтесь к профессионалам, смотрите их объекты, которые уже эксплуатируются и консультируйтесь. Мы даем онлайн консультации на сайте NGorod60.ru, можете задать любой интересующий вас вопрос, а если приедете лично, то получите даже рекомендации по выбору подрядчиков.
Свои вопросы Вадиму Хмельницкому вы также можете оставить в форуме под публикацией.
