Например, промерзание на каждые 10 см под подошвой фундамента может вызвать нормальное давление морозного пучения к подошве фундамента (снизу вверх) порядка 0,6–1,0 кгс/см2 (меньшее значение от промерзания слабопучинистого грунта и большее – сильнопучинистого).

Укладка фундаментов на промороженный грунт (без его отогрева) не допускается.

Необходимо отметить, что деформации конструкций от морозного пучения грунта особенно неблагоприятны вследствие их знакопеременности и ежегодного повторения.

Водозащитные мероприятия должны предотвратить локальное замачивание грунтов основания атмосферными или производственными водами, для этого необходимо:

• предусмотреть планировку территории, обеспечивающую надежный отток атмосферных вод от здания;
• выполнить организованный отвод вод с кровли здания;
• предусмотреть отмостку такой ширины, чтобы она перекрывала не менее чем на 0,4 м пазухи засыпанных котлованов. Отмостки должны иметь уклон не менее 3°. Вода с отмостки должна отводиться от здания за счет планировки территории;
• вводы и выпуски водонесущих трубопроводов (канализация, водопровод и т. д.) должны обеспечить надежность соединений, исключающих возможность замачивания грунта.

Конструктивные мероприятия, обеспечивающие восприятие неравномерных деформаций основания, включают в себя:

• разбивку здания на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную геометрическую форму в плане и одинаковую высоту;
• устройство непрерывных армированных поясов на уровне низа фундаментов и покрытий. Пояса должны быть высотой не менее 15 см и перекрывать полностью наружные и внутренние стены. Армирование поясов выполнить из арматуры 5 Ø All (5 шт.), укладываемых без перерыва с нахлестом не менее 300 мм.

Ниже приведены примеры устройства антипучинистых мероприятий для фундаментов, возводимых в грунтах, обладающих свойствами морозного пучения (грунтовые воды в расчетной зоне отсутствуют).

Пример 1. Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; установить плоский асбестоцементный лист для предотвращения бокового смерзания фундамента с грунтом; устроить армированные пояса из арматуры Ø 10 AII (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована, но не менее – 1000 мм.

Пример 2 . Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; засыпать пазухи средне– или крупнозернистым песком; устроить экран из уплотненного глинистого грунта; устроить армированные пояса из арматуры Ø AII (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована, но не менее – 1000 мм.

Пример 3. Для одноэтажных деревянных зданий и сооружений можно предложить упрощенный вариант устройства фундаментов.

Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; сделать армированные пояса из арматуры Ø AII (5 шт.) и выполнить отмостку шириной 700 мм.

Отмостка выполняется по периметру наружных стен и имеет состав:

• подстилающий слой – щебень толщиной 100 мм по уплотненному основанию;
• покрытие – бетон В17,5, толщиной 100 мм, армированный сеткой. Через 3 м по длине необходимо устроить деформационные швы путем установки на ребро доски толщиной 20–25 мм.

Вместо бетона в качестве покрытия можно уложить асфальтобетон толщиной 70 мм.

Устройство основания здания, возводимого на просадочных грунтах

К просадочным грунтам относятся лёссы и лёссовидные грунты, которые дают просадку при их замачивании под воздействием внешней нагрузки или собственного веса.

Грунтовые условия строительных площадок, сложенных присадочными грунтами, в зависимости от величины проявления просадки грунтов при замачивании от собственного веса подразделяются на два типа:

• I тип по просадочности, когда просадка грунта происходит в основном в пределах деформируемой зоны основания от нагрузки фундаментов, а просадка от собственного веса грунта практически отсутствует или не превышает 5 см;
• II тип по просадочности, когда просадка грунта от его собственного веса происходит преимущественно в нижней части просадочной толщи, а при наличии внешней нагрузки (например, от фундаментов) помимо этого и в верхней части просадочной толщи в пределах деформируемой зоны. При этом просадка от собственного веса грунта превышает 5 см.

Тип грунтовых условий по просадочности устанавливается при проведении инженерно-геологических изысканий по результатам лабораторных исследований.

В основаниях, сложенных просадочными грунтами, нужно учитывать возможность замачивания и повышения влажности этих грунтов вследствие:

• местного замачивания грунта основания, приводящего к просадке его на ограниченной территории в пределах части или реже всей просадочной толщи;
• интенсивного замачивания грунта оснований сверху с промачиванием всей просадочной толщи на площади значительных размеров и полным проявлением просадки грунта как от нагрузки, передаваемой фундаментами, так и от собственного веса грунта;
• подъема уровня грунтовых вод, вызывающего просадку нижних слоев грунта основания под воздействием собственного веса вышележащих слоев или суммарной нагрузки от фундаментов здания или сооружения и собственного веса грунта;
• медленного повышения влажности просадочного грунта основания, вызываемого нарушением природных условий испарения грунтовой влаги вследствие застройки и асфальтирования территории и постепенного накопления влаги при инфильтрации в грунт поверхностных вод.

При возможности замачивания просадочных грунтов должны предусматриваться мероприятия, исключающие вредное влияние возможных просадок на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений:

1. Устранение просадочных свойств грунтов путем их уплотнения или закрепления, которое достигается:

а) в пределах деформируемой зоны или ее части – уплотнением тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, вытрамбовыванием котлованов;

б) в пределах всей просадочной толщи – глубинным уплотнением грунтовыми сваями, предварительным замачиванием нижних слоев просадочных грунтов.

2. Прорезка фундаментами просадочной толщи грунта, которая осуществляется одним из следующих способов:

а) устройством свайных фундаментов из забивных, набивных, буронабивных и тому подобных свай;

б) заглублением фундаментов.

3. Комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, конструктивные и водозащитные мероприятия.

Комплекс таких мероприятий осуществляется, как правило, на площадках со II типом грунтовых условий по просадочности. На площадках с I типом грунтовых условий по просадочности водозащитные и конструктивные мероприятия должны предусматриваться только в тех случаях, когда по каким-либо причинам не могут быть устранены просадочные свойства грунтов в пределах деформируемой зоны или применена прорезка ее глубокими фундаментами.

Устройство грунтовых подушек

Устройство грунтовых подушек (рис. 21) под фундаментами состоит в замене просадочного грунта в пределах всей или части деформируемой зоны уплотненным местным глинистым грунтом.

Грунтовые подушки применяются, как правило, в тех случаях, когда не может быть применено уплотнение тяжелыми трамбовками, а именно:

• при степени влажности просадочных грунтов в основании фундаментов G > 0,7;
• необходимости получения в основании фундаментов уплотненного слоя толщиной более 3,03,5 м;
• отсутствии механизмов для уплотнения тяжелыми трамбовками;
• наличии рядом с площадкой строительства существующих зданий, сооружений и инженерных коммуникаций на расстоянии не менее 10,0–15,0 м.
• необходимая толщина грунтовой подушки определяется, как правило, из условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны.

Для малоэтажных зданий (до двух этажей) грунтовую подушку можно принимать, как правило, толщиной 50 см.

Размеры грунтовых подушек под фундаментами зависят от размеров фундаментов, их конфигурации и т. д.

Ширина грунтовых подушек поверху в этих случаях должна быть не менее чем на 0,6 м больше ширины фундамента, а понизу не менее чем на 0,4 м.

При необходимости создания сплошного маловодопроницаемого экрана грунтовые подушки устраиваются в пределах всего здания или сооружения. Размеры грунтовых подушек в этом случае назначаются исходя из условия отвода аварийных вод за пределы деформируемой зоны в основании фундаментов и должны выступать в стороны от наружной грани фундаментов на ширину не менее 1,0 м.

Выбор грунта для устройства грунтовых подушек производится в основном в зависимости от местных грунтовых условий и целевого назначения применения подушек.

При возведении грунтовых подушек с целью создания сплошного маловодопроницаемого экрана необходимо применять лессовидные глины и суглинки, так как в этом случае достигается наибольшая их водонепроницаемость.

Дренирующие материалы (песок, шлак и др.) для устройства грунтовых подушек допускается применять только на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности.

Грунтовые подушки должны устраиваться из однородных грунтов оптимальной влажности. Уплотнение грунта в грунтовых подушках производится трамбованием или укаткой.

Устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах

Особенность метода возведения столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах (рис. 22) состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой весом 1,7–7,0 т, падающей с высоты 6,0–8,0 м по направляющей штанге. После этого в вытрамбованный котлован заливается монолитный бетон (без опалубки) или устанавливается сборный фундамент, имеющий форму и размеры котлована.

Вытрамбовывание котлованов выполняется тяжелыми трамбовками, с помощью которых образуется котлован заданной формы и глубины, с уплотненным грунтом под котлованом и его наклонными стенками.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности при:

• наличии рядом с площадкой строительства существующих зданий, сооружений и инженерных коммуникаций на расстоянии не менее 10,0–15,0 м;
• малоэтажном (до двух этажей) строительстве;
• степени влажности грунта G ≤ 0,7 и плотности скелета грунта γск < 1,6 тс/м3.

Отметки планировки котлованов под здания и сооружения для вытрамбовывания отдельных котлованов под столбчатые фундаменты принимаются исходя из необходимости срезки насыпного и растительного слоя грунта, содержащего органических включений более 5 %.