Действие сил пучения грунта на фундаменты

Давление по подошве фундамента назначается в зависимости от вида грунта подушки и его состояния. Нагрузка на основание, особенно из просадочных и набухающих грунтов, должна быть сбалансирована, иначе при фактической нагрузке, превышающей нормативную вследствие замачивания грунта, произойдет дополнительная просадка фундамента, а при недогрузке силам пучения легко будет вытолкнуть вверх фундамент. Рассмотрим, как действуют эти силы на фундамент.

Самыми опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных домов, являются силы морозного пучения. В тяжелых пучинистых грунтах, где присутствуют водонасыщенные глины, суглинки, супеси, вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1-1,5 м составляют 10-15 см (рис. 22).

Рис. 22. Схема деформации грунта при пучении:
1 - уровень промерзания грунта; 2 - уровень земли до пучения; 3 - уровень земли при пучении

Результаты действия сил морозного пучения - подъем фундамента, а затем при неравномерном оттаивании грунта - его опускание - приводят к деформации фундамента, перекосу стен дома и появлению различных дефектов: трещины в стенах, смещение балок, крыльца, отслоение обоев, заклинивание дверей и т.д. Избежать отрицательного воздействия сил морозного пучения не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания. Силы пучения действуют не только снизу, но и сбоку. Эти касательные силы способны накренить фундамент, что приведет к изменению направления действующих вертикально сил, внецентренному давлению от нагрузок дома и дополнительным неприятным последствиям. Силы, действующие на фундаменты, показаны на рис. 23.

Рис. 23. Схема действующих сил пучения на фундаменты:
а - силы пучения, действующие на ленточный фундамент без подвала; б - то же, с подвалом; в - силы бокового пучения, действующие на столбчатый фундамент;
1 - фундамент; 2 - уровень промерзания грунта; 3 - уровень земли до пучения; 4 - уровень земли при пучении;
А - нагрузка сооружения на фундамент; Б - сила сопротивления грунта основания; В - силы морозного пучения грунта основания

Опорная поверхность фундамента (см. рис. 23, а) - подошва - расположена выше уровня промерзания грунта и на нее действуют силы пучения В. Такое устройство фундамента можно считать неправильным. Фундаменты, расположенные ниже уровня промерзания грунта (см. рис. 23, б, в), не испытывают давления мерзлого грунта снизу, но боковое давление остается значительным и может привести к смещению фундамента. Для нейтрализации этих сил, кроме мероприятий, описанных при рассмотрении свойств просадочных и набухающих грунтов, рекомендуется:

· возводить монолитные железобетонные фундаменты на песчаной подушке;

· основание фундамента выполнить уширенным, в виде опорной площади;

· вертикальные стенки, выполненные из штучных изделий, делать сужающимися к верхней части фундамента;

· утеплять поверхностный слой грунта (под отмосткой) вокруг фундамента.