Пучение грунта это: Что такое морозное пучение и глубина промерзания грунта?

Содержание

Что такое морозное пучение и глубина промерзания грунта?

Это понятия, смысл которых стоит понимать любому человеку, решившему самостоятельно возводить фундамент. Так же будет полезным для того, кто решил привлекать специалистов.

  

Морозное пучение


Морозное пучение — процесс превращения в лед воды, которая содержится в грунте. Всем известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме. Поскольку поздней осенью вода в грунте содержится в большом объёме из-за дождей и периодически выпадающего и оттаивающего снега, то, промерзая, верхний слой земли увеличивается в объеме (профессионально говорится "вспучивается"). Так как вспучивающемуся грунту необходимо куда то деваться, то он расширяется вверх.

 

 

В результате зимой поверхность земли приподнимается в среднем на 5–10 см, максимум может достигать в Московской области 15 см.


Первая неприятность состоит в том, что если фундамент расположен на поверхности грунта (т. е. не заглублен), грунт приподнимает фундамент, а вместе с ним все строение целиком. Главная проблема этой ситуации – неравномерность пучения под домом, то есть один угол фундамента может поднять на 5 см, а другой на 10 см. Почему? Здесь много факторов:

- сам по себе состав грунта под строением может существенно разниться

 

- один угол получает много солнечного света и тепла, а противоположный наоборот пребывает дольше в тени

 

- грунт под одним углом дома сильнее увлажняется, чем под другими углами в результате стока воды от дождей или из-за рельефа участка

 

 

Вслед за фундаментом деформируется всё строение.

 

В стенах из кладки образуются трещины (особенно заметно, если нет армопояса, а в доме из бруса не открываются или не закрываются двери и окна, начинаются течи или сквозняки). Весной, когда промерзший грунт оттаивает и лёд снова превращается в воду, поверхность грунта садится обратно, разумеется вместе с фундаментом и строением.


Вторая неприятность заключается в том, что весной, когда грунт оттает и сядет, поверхность земли не будет в точности копировать геометрию прошлого лета. А это означает, что фундамент и строение не займут уже никогда исходную форму и будут всегда существовать с некоторым искривлением, от года к году претерпевая новые деформации. Разумеется, этот процесс изнашивает постройку, существенно сокращая долговечность дома, доставляет неудобства при эксплуатации и проживании. Негативный результат от промерзания может появиться сразу первой зимой, но воздействие промерзания особенно заметно с течением длительного времени.


Но, есть немало примеров, когда лёгкие дома на незаглубленных фундаментах в Московской области не испытывают подобных проблем или испытывают их в приемлемой степени, и это не редкость. Дело в том, что степень пучения может быть разной и зависит от многих факторов, и да же может меняться от год от года. Поэтому, пучинистость грунта делится на 5 степеней:

  • непучинистый,
  • слабопучинистый,
  • среднепучинистый,
  • сильнопучинистый,
  • чрезмернопучинистый.

Примерную степень пучения на участке может определить любой человек. К слабопучинистым относятся места на возвышенностях, с низким уровень грунтовых вод, и там где залегают песчаные (быстрофильтрующие воду) грунты. У чрезмернопучинистых всё наоборот – это места в низинах, там где есть обводненные, болотистые, водовмещающие глинистые грунты, когда вода стоит на штыке–двух лопаты круглый год. В завершение стоит сказать, что каждый участок может перемещаться в соседнуюю категорию по пучинистости в зависимости от погодных условий конкретного года. Чем меньше осадков было осенью, чем меньшее количество раз таял снег за осень и зиму – тем менее вспученным будет грунт. В таблице ниже вы сможете найти общие рекомендации по заглублению фундаментов в зависимости от типа грунта:

 

Ниже в таблице вы найдёте процент расширения грунта в зависимости от его типа (песчаные грунты в таблице не представлены, поскольку в большинстве случаев не являются пучинистыми)

 

 

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта — это та глубина, на которую может промерзнуть грунт зимой. Эта глубина определяет границу, ниже которой рекомендуется располагать подошву фундамента (Подошва фундамента - это низ монолитной части без подбетонки) или "анкерные" элементы фундаментов (уширение свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и т.д.). Есть нормативная глубина промерзания, представленная на карте.

 

Но, фактическая глубина промерзания может быть значительно меньше или больше указанной на карте. Рассмотрим причины:
1. В первую очередь важна разновидность грунта, залегающего на участке. Ниже приведена таблица с глубиной промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Появляется логичный вопрос – почему, принимается 140 см для Московской области, когда в таблице присутствуют куда большие значения? Дело в том, что глубоко промерзают именно песчаные грунты, которые пучинистыми не являются и не представляют для конструкции фундамента опасности. Песчаным грунтам свойственно быстро фильтровать воду, при том чем крупнее размер частиц (фракция), тем, как правило, быстрее происходит фильтрация. Поскольку из песчаных грунтов влага удаляется быстро, то и степень проявления пучения в них несущественна, а само промерзание проходит глубоко в результате открытых пор. Неприятной ситуацией может быть наличие водоупора под песком на глубине одного-двух метров, поскольку это может приводить к застаиванию влаги в верхней толще и к её вспучиванию; это ситуации-исключения.

 

В глинистых грунтах наоборот. Фильтрация воды очень медленная и в результате заполненных пор глубокого промерзания не происходит. В результате, к заморозкам поры глинистого грунта не успевают освободиться от воды, что приводит к значительному вспучиванию, которое может повредить фундамент постройку. Именно исходя из этих соображений принимается величина 140 см. Из глинистых грунтов стоит отдельно выделить грунты с консистенцией “Твёрдый”. Это водоупоры, грунты с очень плотной структурой, и они не насыщаются водой. Этим грунтам присуща низкая степень пучения и малое промерзание. К сожалению, в Московской области твёрдые глинистые грунты или крупные пески в верхней толще земли встречаются редко.
2. Помимо типа грунта на глубину промерзания так же влияют погодные условия конкретного года (температура зимой, толщина снежного покрова, количество выпавших осенью и зимой осадков).

3. Локация конкретного участка. Очевидно, что участкам в низинах, вблизи болот свойственно быть более влажными, чем участкам на холмах и вдали от водоёмов.

 


4. Профилактические мероприятия по снижению увлажнения и промерзания (о них будем говорить ниже).

 

Виды "противопучинистых" фундаментов и мероприятий.

Степень проявления морозного пучения необходимо учитывать при выборе типа фундамента. "Противопучинистыми" вариантами являются фундаменты по технологии ТИСЭ, винтовые сваи, заглубленные ленты с монолитной широкой подушкой (именно с подушкой, т.к. без неё лёгкие дома на ленте так же подвержены вспучиванию), монолитная плита расположенная ниже границы промерзания грунта.

 

 

Разумеется, уширения свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и монолитную полушку заглубленной ленты необходимо расположить ниже границы промерзания для придания им функции "якоря". К противопучинистым типам фундаментов не относятся столбчатые фундаменты без уширения, мелкозаглубленные ленты, плавающие плиты, а так же прямые заглубленные ленточные фундаменты без широкой монолитной подушки (на практике наша компания знает много случаев, когда стенки заглубленной ленты вспучившимся грунтом обжимаются настолько сильно, что грунт вслед за собой тащит вверх фундамент вместе с домом).

 

Способы защиты от морозного пучения.

Есть немало современных способов, позволяющих почти полностью, либо частично устранить воздействие морозного пучения.
1. Круглогодичное отопление строения. Не стоит путать с ситуацией, когда хозяева приезжают в дом пару раз за зиму. Речь идет о доме, в котором температура круглый год не падает ниже +15 градусов. В этом случае уместно рассмотреть плавающую плиту или мелкозаглубленную ленту. Суть метода в том, чтобы сперва возвести закрытый по периметру непродуваемый цоколь (фундамент без "щели"), а затем важно правильно утеплить его. Стоит утеплить два места:
- фундамент утепляется по наружному периметру, вертикально. В качестве материала чаще всего используется ЭППС (экструдированный пенополистирол), он бывает уже встроен в некоторые отделочные фундаментные панели. Толщину ЭППС следует принимать не менее 50 мм, а лучше 80 или 100 мм для Московского региона.


- необходимо утеплить отмостку. Для этого нужно в толще отмостки проложить ЭППС той же толщины, что и при утеплении фундамента. Ширина утепления в отмостке должна составлять не менее 1,2 метра (в идеале не менее глубины промерзания). Если данные рекомендации выполнены правильно, то пучение грунта под домом будет устранено как минимум на 80-90%, что является вполне достаточным.
Полученная система будет работать следующим образом: зимой часть тепла будет выходить из дома через нижнее перекрытие. Если цокольное пространство является замкнутым и потеря тепла через стены фундамента минимальна, то будет прогреваться земля под домом. Этого прогрева будет вполне достаточно, чтобы остановить промерзание и вспучивание. Утепление отмостки необходимо для того, чтобы избежать потерь тепла через промерзший грунт с наружной стороны фундамента (т.е., чтобы не отапливать грунт снаружи дома). Это не очень дорогой, но действенный метод. Главный его минус – зависимость от беспрерывного зимнего отопления.


2. Дренаж — это отдельная тема для статьи, но дренажи направленные на осушение участка и отведение воды от дома, являются одним из способов по снижению сил морозного пучения.


3. Ливневая система (ливневка). В данном разделе мы поговорим об отведении ливневой воды от дома комплексом водных стоков. Этот комплекс включает в себя водосточную систему, отмостку и ливневые желоба, идущие вдоль отмостки, и, уводящие ливневую воду от строения.

 

Если, отмостку делать нет средств, но у Вас есть правильное желание отводить от строения воду с кровли и стен, то Вы можете воспользоваться временным вариантом “скрытой” отмостки.

 


4. Армопояс (в каменном доме). Очень важный, но к сожалению многими не выполняемый элемент. Ранее уже было отмечено то, что при воздействии морозным пучением на строения со стенами из кладочных материалов (кирпич, блоки любых видов) в стенах образовываются трещины. Они могут иметь различную ширину раскрытия и приносить разную степень неудобства владельцам здания. Для предотвращения возникновения трещин требуется армопояс. Армопояс - это монолитная балка в теле стен, стягивающая все стены строения между собой как бандаж и тем самым препятствует появлению трещин. Выполняется армопояс как минимум по всему периметру, при этом неразрывно (это важно!). Если внутри строения есть несущие стены, то желательно сделать пояс по всем несущим стенам. Чаще всего устраивается армопояс под каждым межэтажным перекрытием, при этом он одновременно исполняет вторую важную функцию - служит поясом для опирания тяжелых перекрытий из бетона, либо деревянных лаг. Армопояс должен обязательно крепиться к кладке анкерами, чтобы при возникновении деформаций армопояс не мог съехать вдоль блоков по касательной.

Анкерами могут являться простые арматурные стержни с шагом 500 мм, заходящие в кладку не менее 200 мм и подходящие к верху армопояса.

Это важнейший элемент несущей конструкции, рекомендованный всем каменным строениям, независимо от типа фундамента и силы воздействия морозного пучения. Такой пояс повысит важнейшие свойства дома - прочность, надежность и долговечность.

что это такое и как его "обмануть"

Содержание статьи

Морозное пучение грунтов характерно для глинистых оснований. Такое явление доставляет немало неприятностей строителям. При возникновении выпучивания возможны неравномерные деформации фундаментов здания и появление трещин.

Природа явления

Морозное пучение обусловлено особенностями воды. Эта жидкость отличается от всех остальных веществ на нашей планете. В отличие от других при замерзании она не уменьшается в объеме, а увеличивается примерно на 9%.

Если этот процесс происходит вблизи фундамента, то давление на конструкцию существенно возрастает. Это может привести к поднятию определенного участка фундамента по сравнению с остальными.

Для возникновения рассматриваемой неприятности необходимо одновременное воздействие двух факторов: воды и отрицательной температуры. Такое часто встречается при залегании глинистых грунтов, которые отлично удерживают влагу. Также повышена вероятность морозного пучения при высоком уровне грунтовых вод. Если грунт обладает невысокой влажностью, то опасность деформаций невелика. В этом случае почва сильнее всего насыщена водой весной за счет верховодки, но повышение температуры предотвращает вспучивание.

Морозное пучение грунта обычно действует на наружные стены здания. В центре строения почва прогревается за счет тепловых потерь, но по периметру она не защищена от зимнего холода. Именно здесь происходит поднятие фундаментов. Неравномерные деформации — самый опасный вид смещений. Последствием такого явления становится появление трещин по фундаментам и стенам дома.

Последствия морозного пучения.

Согласно СП 22.13330.2011 к пучинистым почвам относятся такие виды грунта как:

  • глины, суглинки, супеси;
  • мелкие и пылеватые пески;
  • крупнообломочные с мелким заполнителем.

Практически не подвержены морозному пучению пористые грунты (крупнообломочные породы без мелкого заполнителя, средний и крупный песок). Во-первых, они хорошо пропускают воду, не задерживают ее в верхних слоях. Замерзание начинается сверху, влага постепенно вытесняется в более глубокие слои, не встречая препятствий на своем пути. Во-вторых, чем больше пор в почве, тем меньше давление при пучении. Расширяясь, вода просто заполняет свободное пространство, не действуя при этом на фундамент. Именно пористые основания станут предпочтительным вариантом оснований при строительстве в средней полосе.

Главными характеристиками, которые влияют на вероятность возникновения морозного пучения при строительстве и эксплуатации здания являются:

  • тип грунта и его физические и механические характеристики;
  • климатические особенности местности;
  • уровень расположения грунтовых вод;
  • тип фундамента, форма и размеры подошвы.

Методы борьбы с пучением

Чтобы предотвратить касательные силы морозного пучения, требуется исключить хотя бы один из факторов их возникновения: воду или холод. Важно гарантировать отсутствие явления в уровне подошвы фундамента. Но также пучение может негативно действовать и на конструкцию по высоте (горизонтальное воздействие). Об этом важно не забывать.

Назначение глубины заложения

Самый простой способ избежать пучения грунта в уровне подошвы — опереть фундамент ниже глубины промерзания. Глубина промерзания зависит от климатического района. Для ее определения пользуются СП 131.13330.2012 и СП 22.13330.2011, в которых представлены формулы для расчета в зависимости от климатических особенностей. При самостоятельном строительстве можно пользоваться приближенными значениями. Для этого существуют специальные карты (из старого СНиП «строительная климатология и геофизика», который сейчас не действует) или готовые таблицы, которые рассчитаны для крупных городов по формулам из приведенных выше документов.

Карта глубины промерзания, может использоваться для справки, в настоящее время глубина заложения рассчитывается с помощью специальной методики.

Такой способ обеспечивает высокую надежность, но часто приводит к перерасходу средств. Особенно при отсутствии в доме подвала, такая глубина заложения не нужна. Кроме того, метод часто комбинируется с другими.

Важно! Предотвращение морозного пучения должно быть комплексным. Желательно одновременно позаботится и о холоде, и о влаге. Именно поэтому методы борьбы чаще всего одновременно включают в себя грамотное назначение глубины заложения, утепление, качественную гидроизоляцию и устройство дренажа.

Также при назначении глубины заложения фундаментов учитывают уровень грунтовых вод (УГВ). По сведениям из СП 22.13330.2011 можно составить следующую таблицу с требованиями, учитывающую одновременно и тип почвы, и УГВ.

Тип почвы Залегание УГВ на глубине более 2 м от поверхности Залегание УГВ на глубине менее 2 м от поверхности
Условно непучинистый:
  • скальный;
  • крупнообломочный;
  • песок средний и крупный.
Нет зависимости залегания подошвы фундамента от глубины промерзания
Пески:
  • мелкий;
  • пылеватый.
Нет зависимости залегания подошвы фундамента от глубины промерзания Глубина опирания подошвы должна быть на 20-30 см ниже отметки промерзания почвы, рассчитанной по формулам или взятой по картам и таблицам
Супесь
Глинистые:
  • суглинок;
  • глина.
Глубина опирания подошвы назначается не менее половины нормативной глубины промерзания, рассчитанной по формулам или взятой по картам и таблицам
Крупнообломочные породы с содержанием мелких частиц

Чтобы выяснить тип почвы на участке и УГВ до начала строительного процесса потребуется провести испытания. Проще всего для этого использовать шурфы или ручное бурение. При этом рассматривают найденную землю, визуально определяют ее тип. При этом стоит пользоваться ГОСТ «Грунты. Классификация», где приведены описания оснований. Бурение для определения УГВ рекомендуется проводить в весенний период в нескольких точках участка, как минимум одна из которых должна располагаться в самом низком месте.

Дренаж

Дренажная система нужна, чтобы убрать лишнюю влагу от пятна застройки. Так удается устранить один из факторов морозного пучения. Дренажные трубы прокладывают на 20—30 см ниже подошвы фундамента. При этом расстояние от конструкции по горизонтали не должно превышать 1м. Для дренажа применяют трубы диаметром от 10 до 20 см. Трубы прокладывают в слое щебня или гравия, обернутого геотекстилем для предотвращения засорения.

Дренаж вокруг фундамента.

Замена грунта

При залегании на участке пучинистого грунта с низкой прочностью разумным решением может стать замена грунта на всю высоту фундамента. При этом слабую почву вывозят, а на ее место засыпают песок средней или крупной фракции.

Менее масштабным мероприятием станет обратная засыпка пазух фундамента непучинистым материалом (все тем же песком). Это устраняет вероятность воздействия морозного пучения на боковую поверхность конструкций здания.

Обратную засыпку обязательно выполняют послойно с уплотнением. Толщина одного слоя принимается равной 20 см. Простейший способ уплотнения песка — проливка водой.

Утепление

Еще один метод борьбы с морозным пучением — утепление фундаментов. Его редко используют как самостоятельное решение, обычно теплоизоляция дополняет гидроизоляцию и дренаж. Утепление фундаментов включает в себя два этапа:

  • вертикальная защита наружной части фундамента;
  • теплая отмостка.

Теплоизоляция конструкций здания позволяет избежать их разрушения под действием холода. Теплая отмостка увеличивает защищенный контур. Она выносит зону промерзания за пределы стен дома. За счет этого удается устранить опасность для наружных ограждений и фундаментов.

Теплая отмостка включает в себя следующие слои:

  • гидроизоляционный материал, уложенный по выровненному основанию;
  • подушка из песка или щебня 30 см, уложенная с послойным уплотнением;
  • теплоизоляционный материал;
  • покрытие отмостки.

Теплая отмостка.

В качестве теплоизоляционного материала отмостки используют тот же, что и для всего фундамента. Идеальным вариантом станет экструдированный пенополистирол (его чаще называют пеноплексом). Этот утеплитель отличается хорошими прочностными и теплоизоляционными показателями, влагостоек. Недорогой альтернативой может стать пенопласт, но стоит учитывать, что он нуждается в хорошей гидроизоляции и обладает сравнительно низкой прочностью.

Гидроизоляция

Вертикальная и горизонтальная гидроизоляция фундамента не является явным помощником при борьбе с морозным пучением, но она входит в общий комплекс мероприятий по защите фундаментов от влаги и холода.

В качестве вертикальной изоляции чаще всего используют битумную мастику, рулонные материалы и специальные мембраны. Горизонтальная укладывается по обрезу фундамента (рулонный материал).

Грамотная защита фундамента от морозного пучения — это целый комплекс мероприятий. Перед тем как бороться с явлением, стоит продумать каждый этап работ.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Страница не найдена - ГидФундамент

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3. 2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1. 1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Содержание статьи1 Когда армирование кладки не нужно2 Исторический опыт3 Общее понимание армирования кладки4 Назначение армирования кладки5 Виды армирования6 Сетка металлическая […]

Страница не найдена - ГидФундамент

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3. 1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1. 1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Содержание статьи1 Когда армирование кладки не нужно2 Исторический опыт3 Общее понимание армирования кладки4 Назначение армирования кладки5 Виды армирования6 Сетка металлическая […]

Страница не найдена - ГидФундамент

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1.1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Содержание статьи1 Когда армирование кладки не нужно2 Исторический опыт3 Общее понимание армирования кладки4 Назначение армирования кладки5 Виды армирования6 Сетка металлическая […]

Что такое морозное пучение и как оно влияет на грунт?

2 декабря 2018

время чтения 3 минуты

В нашей предыдущей статье Вы уже могли прочитать о грунтах Ленинградской области, их несущих способностях и глубине промерзания.

А в этом материале мы рассмотрим ещё один параметр, мимо которого не пройти при создании проекта фундамента — это сезонная пучинистость грунтов.

МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ

Дело здесь в том, что влага, которая находится в земле в период заморозков превращается в лёд, который имеет меньшую (в сравнении с водой) плотность, а следовательно имеет больший объём. Таким образом, замерзая на зиму вода «вспучивает» почву под основанием постройки. По весне (либо в сильную оттепель) наблюдается обратный процесс, также негативно влияющий на фундамент.

Получается, что при проведении геологических работ необходимо установить тип и характеристики почвы, в том числе и для того, чтобы понять его пучинистость. Здесь всё просто: чем больше влаги содержится в почве, тем сильнее её вспучит в холодный сезон.

Величину морозного пучения грунта (сезонное изменение объёмов) можно вычислить по следующей формуле:

E = (H – h) / h

В формуле используются следующие параметры:

  • E — величина пучинистости;
  • H — высота промёрзшего грунта;
  • h — его высота до замерзания.

Пучинистый грунт – это та почва, у которой результат по формуле будет выше 0,01. Другими словами, у пучинистого грунта при точке промерзания в 1 м объём увеличивается более чем на 1 см.

ФУНДАМЕНТ НА ГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ

Особенно подвержены такой зимней деформации глины, супеси и суглинки. Глина принимает в себя много воды, не давая ей уходить ниже в землю, за счёт большого количества пор, которых нет у песка.

Следовательно: чем выше содержание глины, тем сильнее её вспучит в холода. Силы пучения могут оказывать столь заметное влияние, что возведение основания дома на подобных участках следует осуществлять исключительно принимая должные меры предосторожности.

Существует три способа решить эту задачу. Наиболее простой — заложить фундамент ниже точки промерзания почвы. Тогда силы пучения не повлияют сколько-нибудь заметным образом на основание, а давление на боковые поверхности значительно уменьшится.

Другой вариант — смена грунта на участке на непучинистый гравелистый или песок крупной фракции. В таком случае роется котлован глубиной ниже точки промерзания, пучинистый грунт устраняют, а на его место засыпают и утрамбовывают песок, который послужит хорошим основанием для устройства основания.

Тяжёлый монолитный или кирпичный дом обладает достаточным весом, для того, чтобы уравновесить действие сил пучения. Таким образом, заложение основания ниже глубины промерзания выполняется в случаях именно с такими массивными домами. А вот для лёгких деревянных домов, выстроенных на фундаменте мелкого заложения больше подходит третий вариант — утепление. Метод состоит в недопущении замерзания влаги в почве. Слой утеплителя укладывается вокруг основания таким образом, чтобы почва не испытывал промерзания.

Полоса утеплителя в этом случае должна быть соответствующей ширины. Полутраметровое промерзание почвы зимой диктует устройство полосы шириной в 1,5 м. Расчёт толщины такой полосы производится исходя из теплоизоляционных свойств утеплителя и климатических влияний.

 

ДРЕНАЖ ФУНДАМЕНТА

Ещё один метод борьбы с пучинистостью — отвод воды, содержащейся в грунте. В этом случае по периметру осуществляется устройство дренажной системы: на расстоянии в 50 см от фундамента роется канава на глубину заложения, в неё под уклон укладывается, а затем и засыпается песком крупной фракции или гравием перфорированная труба, завёрнутая в фильтрующую ткань.

Таким образом, вода, что содержится в грунтах, будет отводиться в дренажный колодец через дренажную трубу. Естественный отвод воды возможен при наличии на участке перепада высот. Для отвода воды после осадков вокруг основания осуществляется устройство отмостки и ливневой канализации.

 

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ УЧАСТКА

Для точного определения характеристик почвы Вашего участка и учёта всех необходимых нюансов — рекомендуем обратиться в строительную компанию «Фундамент-СПб».

Перейдя в раздел «Наши работы» Вы сможете убедиться, что мы обладаем опытом возведения разных конструкций фундаментов в различных районах Ленинградской области, на участках с различными грунтами.

Задать вопрос

Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений: что это такое и как избежать

Содержание:

  1. Что такое пучение
  2. Основные методы защиты
  3. Методы, реализуемые в процессе эксплуатации

Что такое пучение 

При замерзании в морозные зимы вода превращается в лёд, объём которого превышает занимаемый ей в жидком состоянии. В результате возникают разнонаправленные нагрузки на грунт, имеющие максимальные значения в направлениях, минимально противодействующих им сил (вверх и в стороны).

Результатом воздействия морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений является возникновение сил выталкивания, касательных и перпендикулярных нагрузок, действующих на подземные части строений, и приводящих к их деформации (разрушению).

Если не учесть эти процессы ещё на стадии проектирования, последствия могут быть плачевными.

Наивысших значений они достигают в грунтах, максимально удерживающих влагу и обладающих минимальной пористостью по всей глубине пласта.


Основные методы защиты

Используемые в процессе строительства методы защиты объекта от сил морозного пучения учитывают физику процесса и направлены на возможную минимизацию либо полное устранение причин, его вызывающих.

Существующие варианты защиты можно условно разделить на три группы:

  • Предварительные;
  • Технически реализуемые;
  • Используемые в процессе эксплуатации объекта.

Методы защиты от морозного пучения, относящиеся к первой группе, включают обязательное предварительное проведение инженерно-геологических изысканий на требуемую глубину, благодаря которому проектировщики получают необходимую информацию:

  • Тип грунта в месте предстоящего строительства и его склонность к пучению;
  • Глубина промерзания;
  • Уровень залегания подпочвенных вод;
  • Среднемесячные температуры;
  • Толщина снежного покрова;
  • Оптимальная ориентация объекта по сторонам света.

Всё это позволяет ответить на вопрос о принципиальной возможности строительства проектируемого объекта на данном участке, выбрать нужный тип фундамента и оптимальные технологии защиты строения от негативного влияния сил, создаваемых морозным пучением.

Технические варианты защиты сваи от морозного пучения

При выполнении работ на грунтах с высокой вероятностью морозного пучения строящийся объект может защищаться с использованием одного или несколько вариантов, рассмотренных ниже.

1. Полная или частичная замена имеющегося грунта на непучинистый в месте выполнения строительных работ.

Полная замена на грунт, не поддающийся пучению, является весьма дорогостоящей процедурой и используется крайне редко (только если глубина заменяемого слоя не превышает 2 м). Гораздо чаще выполняется подушка под фундамент из непучинистых грунтов и обратная засыпка траншеи, отрытой под фундамент, после завершения монтажа последнего и удаления опалубки. Это также позволяет минимизировать негативное влияние сил пучения.

На начальном этапе фундаментных работ после отрывки траншеи на всю расчётную глубину, на её дне выполняется подушка, состоящая из смеси щебня и гравия с чистым промытым песком. Оптимальной (для частного дома) считается толщина ~ 30 см. Ширина отсыпанного слоя должна быть на 20-30 см больше упомянутого размера фундамента.

Это позволяет:

  • равномерно распределить на грунт общую массу строения;
  • минимизировать отрицательное воздействие на его подошву вертикальных выталкивающих сил, возникающих в результате морозного пучения.

При этом следует понимать, что подушка снижает их величину не потому, что выполнена из непучинистых грунтов. Она просто уменьшает слой последнего.

Пример. Глубина промерзания на строительном участке 1,5 м. Фундамент заглублен на 1,0 м. Оставшийся слой пучинистого грунта составляет 50 см, что может привести к его увеличению до 5 см (~ 10%). Выполнив подушку толщиной в 30 см, мы сокращаем слой до 20 см и, автоматически, его возможное увеличение, до 2 см.


Весной и осенью уровень грунтовых вод (глубина) повышается. Это может привести к тому, что подушка, частично или полностью, окажется под их воздействием и может быть загрязнена (заилена) мелкими частицами, содержащимися в воде. Они мигрируют вместе с подпочвенными водами, засоряют выполненную подсыпку, доводят её до состояния пучинистого грунта. Поэтому через несколько лет она не сможет достаточно эффектно противостоять разрушающим силам, возникающим вследствие пучения.

Чтобы этого не произошло, как можно дольше применяется специальный материал, геотекстиль, прекрасно фильтрующий воду и задерживающий все твёрдые взвеси.

В целях минимизации воздействия перпендикулярных и касательных сил на возводимый фундамент (как вариант, на стены подвала), возникающих в результате морозного пучения, выполняют обратную засыпку с использованием непучинистых грунтов, которые также предварительно защищаются геотекстилём.

Подобное заполнение не будет примерзать к стенкам фундамента, что также снижает силу касательных нагрузок.

В качестве дополнительного технического решения, направленного на снижение негативного влияния перпендикулярных и касательных нагрузок (ПКН) на боковые стенки фундамента, может быть увеличение их гладкости.

Бетон, из которого чаще всего возводится фундамент, весьма пористый материал, что существенно повышает вероятность его смерзания в морозное время года с прилежащими слоями грунта. Для исключения или минимизации подобного явления внешнюю стену фундамента накрывают слоем гидроизоляционного материала (рубероид, толстая ПЭ плёнка и т.п.). Простейший вариант - грунтование поверхности с использованием отработанного масла.

2. Изготовление монолитного фундамента, имеющего уширение в нижней части конструкции.

Другим технологическим решением, защищающим фундамент от вероятного деформирования силами, возникающими из-за морозного пучения, является использование полноценного арматурного каркаса по всей его глубине (высоте) и длине. Это обеспечивает жёсткость и монолитность конструкции на всех участках.

Для предотвращения выдавливания силами пучения, действующими на основание фундамента, последнее выполняется в форме трапеции (с нижним уширением). То есть здесь формируется площадка – анкер, исключающая возникновение подобной ситуации.

Этот вариант гарантирует требуемую стабильность функционирования фундаментов. Однако использовать его можно только при обустройстве фундаментов из бетона.

Если конструкция изготавливается с использованием блоков, кирпича или натурального камня (что исключает её внутреннее армирование), то класть боковые стены фундамента изначально требуется под углом (конструкция сужается вверх).

3. Заглубление подошвы фундамента ниже уровня промерзания.

Подобное решение, чаще всего, принимается при возведении свайных и свайно-винтовых фундаментов и позволяет полностью исключить влияние выталкивающих сил морозного пучения, но существенно увеличивает поверхность, на которую влияют ПКН.

Способы устранения негативного влияния последних рассмотрены выше.

В случае промерзания грунта на всю глубину заложения фундамента, рассматриваемом в данном разделе, весьма высока вероятность того, что опоры, изменив за зиму своё положение, не примут исходного в тёплое время года. Чтобы избежать данной проблемы выполняется ростверковое соединение всех опор (свай).

В тех случаях, когда речь идёт об установке столбов для заборов, выполняется двойная жёсткая обвязка последних по верхнему и нижнему уровню. Это необходимо в силу существенных нагрузок вероятного пучения (морозного), величина которых может составлять ≤ 10 тонн.

Оптимальным считается решение смонтировать все столбы на едином ленточном монолитном фундаменте, с тщательным армированием последнего.

4. Выполнение дренажных работ.

Чем сильнее увлажнены пучинистые грунты, тем большее увеличение объёма наблюдается при их промерзании (плотность воды примерно на 10% выше плотности льда).

Это автоматически увеличивает вероятность возникновения деформаций и, соответственно, требует существенного повышения требований к выполнению работ, обеспечивающих безопасность возводимого объекта.

Удаление влаги будет способствовать снижению показателя пучинистости и, соответственно, величины сил, негативно влияющих на фундамент. Данную процедуру следует разделить на составляющие.

В первом случае, речь будет идти о защите грунта от попадания в него «верховодки» (атмосферные осадки, снеготаяние).

Решению данной задачи служит выполнение отмостков по всему периметру возводимого здания (бетон, асфальт). Их ширина должна минимум на 200-300 мм перекрывать зону обратной засыпки, чтобы исключить просачивание влаги к фундаменту.

Во втором для борьбы с обводнённостью грунтов, проводится дренаж фундамента. Это обеспечивает снижение уровня подпочвенных вод.

Классическое решение предусматривает укладку системы дренажных (перфорированных) труб в предварительно промытый и уложенный гравийный слой. Этот материал частично задерживает частицы грунта. Монтаж труб ведётся с незначительными уклонами на расчётной глубине, что позволяет собирать воду со значительной площади участка и самотёком направлять её в специальные колодцы, либо в канализационный коллектор.


Выбирая подобное решение, следует понимать, что чисто гравийный фильтр прослужит недолго и не гарантирует защиту дренажных отверстий, имеющихся в трубах, от засорения мелкими частичками грунта.

Их прочистка - весьма трудоёмкий и довольно сложный процесс, под который заблаговременно обустраиваются на участке специальные колодцы на нужную глубину.

Чтобы увеличить сроки между плановыми чистками, используют геотекстиль, которым обёртываются трубы. Наличие подобного фильтра позволяет отказаться от обустройства фильтра гравийного.

5. Обустройство плитного фундамента

Плитные фундаменты часто именуют «плавающими». При подвижках грунтов перемещается вся плита. Поэтому на строение, возведённое на подобном основании, разрушающие и деформационные нагрузки от морозного пучения влияния не оказывают.

Обычно это ж/б монолитная армированная плита, мелкозаглубленная либо уложенная поверх грунта (глубина погружения равна нулю).

6. Утяжеление возводимой постройки.

Одним из решений, позволяющих минимизировать или полностью обнулить негативное влияние пучения грунтов, является увеличение массы постройки до значений, которые нагружают фундамент с силой, превышающей выдавливающую, которую создают пучинистые грунты при замерзании.

Поэтому тяжёлые здания на подобных грунтах строить гораздо выгоднее. 

7. Утепление свайного фундамента снаружи на пучинистых грунтах

В регионах с положительными среднегодовыми температурами допустимо использование такого варианта, как утепление грунта. Использование утеплителя, уложенного в грунт, существенно снижает уровень промерзания. А в отдельных случаях полностью его исключает.  

Суть метода. По всему периметру строящегося здания проводится выемка грунта на расстоянии, равном глубине промерзания в месте ведения строительства. Глубина выбирается с таким расчётом, чтобы уложенный утеплитель можно было засыпать сверху слоем непучинистого грунта толщиной ≥ 200 мм. И выполнить под него песчаную подушку не менее 100 мм.

Толщина материала выбирается с учётом климатических особенностей и его теплоизоляционных характеристик. Чаще всего для решения задачи используются пенопласт, керамзит или шлак.

Оптимальным утеплителем является экструдированный пенополистирол. При плотности выбранной марки в 35 кг/м³, его коэффициент теплопроводности равен 0,32 Вт/м°С. При 50 кг/м³, соответственно 0,36 Вт/м°С.

Этот материал отличается повышенной прочностью к сжимающим нагрузкам (рекомендован для использования в дорожном строительстве).

Использование утеплителя позволяет строить здания на мелкозаглубленных (до 500 мм) фундаментах.

Как правило, поверх утеплителя обустраивается отмостка ≥ 100 мм.

Методы, реализуемые в процессе эксплуатации

Круглогодичное отопление объекта

Средние температуры грунта под отапливаемым зданием ~ на 20% выше фиксируемых под неотапливаемым объектом, что способствует значительному снижению показателя пучинистости.

В качестве дополнительного способа может применяться рыхление грунта на глубину свыше 350 мм, с его последующим боронованием на 150 мм. Теплоизоляционные свойства такого грунта повышаются. В качестве дополнительного слоя утепления можно учитывать снеговой покров.

Сохранение основания в постоянно промёрзшем состоянии

При строительстве в зоне вечной мерзлоты принимаются меры для сохранения грунта в замороженном состоянии на протяжении всего периода эксплуатации. Для этого строительство ведётся на свайных фундаментах.

Что такое тяга? | Geobear UK

(29 января 2020 г.)

Пучка - это явление, когда почва под землей расширяется и толкает землю вверх, что может вызвать структурное повреждение здания. Пучок грунта - это противоположность проседания, когда грунт проседает.

Это руководство расскажет вам все, что вам нужно знать о вертикальной вертикальной качке.

Что вызывает волну?

Пучка обычно возникает в результате расширения глинистой почвы из-за повышения уровня влажности.

Глина - это то, что называют «экспансивной почвой». Это означает, что когда он влажный, он расширяется, а когда становится сухим, он сжимается.

Природные факторы

Есть различные факторы, которые могут вызвать увлажнение и расширение глинистой почвы. Одной из частых причин является смерть или удаление дерева . Корни деревьев извлекают из почвы много воды, поэтому, когда дерева больше нет, уровень влажности окружающей почвы увеличивается, и почва расширяется.

Погода также является основной причиной волнения земли. При сильной влажной погоде или наводнениях глинистые почвы снова могут набухать. Колебания погоды также могут вызвать изменений уровня грунтовых вод , вызывая расширение и вспучивание глинистых грунтов.

Техногенные факторы

Иногда подъемы могут быть вызваны строительными работами или проблемами со зданиями.

Например, выемка верхних слоев почвы может вызвать « снятия напряжения », когда нижние слои почвы расширяются из-за снятия давления сверху.

Строительные работы поблизости также могут повлиять на дренаж почвы в этом районе и привести к избыточной влажности и расширению почвы.

Даже такая обычная вещь, как сломанный водосток, может подвергнуть здание риску вспучивания, если глинистая почва станет слишком насыщенной. Однако, если присутствуют осадочные почвы, они могут быть смыты, что приведет к проседанию. Поэтому сломанные водостоки следует устранять как можно быстрее.

Каковы признаки волнения земли?

Подобно оседанию, пучение может вызывать трещины в стенах и кирпичной кладке.Однако трещины, вызванные пучением грунта, обычно имеют вертикальный характер, а трещины проседания - диагональные. К другим признакам относятся заклинившие двери и окна, а также подъем внутренних двориков, проездов и дорожек вокруг собственности. Если вы подозреваете, что ваша собственность страдает от качки, дипломированный геодезист или наземный инженер может провести обследование вашего здания, чтобы определить, так ли это, и если да, то в чем может быть причина. Вы можете найти ближайшего к вам геодезиста на веб-сайте RCIS.

Что такое глинистый грунт поселения?

Оседание - это нормальное движение вниз, которое происходит, когда почва под новым участком уплотняется, чтобы приспособиться к весу здания.То же самое происходит и с глинистой почвой. Заселение в новостройках нормальное явление, волноваться не о чем.

Однако, если в стене начинают образовываться диагональные трещины, ширина которых превышает десять пенсов, это может означать проседание объекта, что является гораздо более серьезной проблемой. Проседание означает, что земля больше не может выдерживать вес здания наверху, что может привести к серьезным повреждениям конструкции. Если вы подозреваете, что ваша собственность может проседать, свяжитесь с Geobear сегодня по телефону 0800 084 3503.

Подъем грунта - Designing Buildings Wiki

Пучок земли - это движение земли вверх, обычно связанное с расширением глинистых грунтов, которые набухают при намокании. Поскольку почва обычно не может расширяться вниз или в сторону, в результате обнаженная верхняя поверхность почвы поднимается вверх. Воздействие пучения противоположно эффекту проседания, когда почва нестабильна и опускается вниз, или оседанию, которое вызывается весом здания.

Смещение обычно составляет менее 150 мм, однако даже такой уровень смещения может привести к серьезным структурным повреждениям фундамента и ткани здания. Может быть нанесен долгосрочный ущерб, который может быть не обнаружен в течение некоторого времени, но может существенно повлиять на стоимость имущества.

Наиболее частая причина подъема земли связана с погибшими или удаленными деревьями. Поскольку корневая сеть больше не забирает воду из подпочвы, вода накапливается в земле, что приводит к вздутию, которое может перемещать строительные конструкции вверх.

Дополнительные причины вертикального качки могут включать:

Общие признаки вертикальной качки могут включать:

Обследования покажут, произошло ли волнение, которое может повлиять на здание, и могут сообщить, например, о потенциальных рисках предлагаемых работ, таких как удаление деревьев возле зданий. Исследования могут включать визуальный осмотр, исторические исследования и бурение скважин для определения профиля влажности почвы.

Там, где вероятно возникновение вспучивания, ячеистые конструкции могут быть установлены под фундаментами и плитами перекрытия, чтобы уменьшить восходящую силу вертикальной качки, передаваемую на конструкцию, расположенную выше.Для получения дополнительной информации см. Ячеистый плотный фундамент.

Устранение повреждений, вызванных вертикальным качающимся грунтом , может быть длительным и дорогостоящим процессом. Если пучение является результатом основной проблемы, ремонтные работы, такие как ремонт протекающих канализаций или удаление растительности, могут решить эту проблему.

Там, где сама почва склонна к вспучиванию, может потребоваться подкрепление для стабилизации конструкций. Выкопанный грунт из-под существующего фундамента заменяется материалом, обычно бетоном, в несколько этапов, чтобы сформировать новый фундамент под существующим, доходя до недр, не склонных к вспучиванию.Может возникнуть необходимость оставить полость под конструкцией, чтобы приспособиться к будущему перемещению верхних слоев почвы.

[править] Внешние ссылки

Подъем грунта - Designing Buildings Wiki

Пучок земли - это движение земли вверх, обычно связанное с расширением глинистых грунтов, которые набухают при намокании. Поскольку почва обычно не может расширяться вниз или в сторону, в результате обнаженная верхняя поверхность почвы поднимается вверх. Воздействие пучения противоположно эффекту проседания, когда почва нестабильна и опускается вниз, или оседанию, которое вызывается весом здания.

Смещение обычно составляет менее 150 мм, однако даже такой уровень смещения может привести к серьезным структурным повреждениям фундамента и ткани здания. Может быть нанесен долгосрочный ущерб, который может быть не обнаружен в течение некоторого времени, но может существенно повлиять на стоимость имущества.

Наиболее частая причина подъема земли связана с погибшими или удаленными деревьями. Поскольку корневая сеть больше не забирает воду из подпочвы, вода накапливается в земле, что приводит к вздутию, которое может перемещать строительные конструкции вверх.

Дополнительные причины вертикального качки могут включать:

Общие признаки вертикальной качки могут включать:

Обследования покажут, произошло ли волнение, которое может повлиять на здание, и могут сообщить, например, о потенциальных рисках предлагаемых работ, таких как удаление деревьев возле зданий. Исследования могут включать визуальный осмотр, исторические исследования и бурение скважин для определения профиля влажности почвы.

Там, где вероятно возникновение вспучивания, ячеистые конструкции могут быть установлены под фундаментами и плитами перекрытия, чтобы уменьшить восходящую силу вертикальной качки, передаваемую на конструкцию, расположенную выше.Для получения дополнительной информации см. Ячеистый плотный фундамент.

Устранение повреждений, вызванных вертикальным качающимся грунтом , может быть длительным и дорогостоящим процессом. Если пучение является результатом основной проблемы, ремонтные работы, такие как ремонт протекающих канализаций или удаление растительности, могут решить эту проблему.

Там, где сама почва склонна к вспучиванию, может потребоваться подкрепление для стабилизации конструкций. Выкопанный грунт из-под существующего фундамента заменяется материалом, обычно бетоном, в несколько этапов, чтобы сформировать новый фундамент под существующим, доходя до недр, не склонных к вспучиванию.Может возникнуть необходимость оставить полость под конструкцией, чтобы приспособиться к будущему перемещению верхних слоев почвы.

[править] Внешние ссылки

Подъем грунта - Designing Buildings Wiki

Пучок земли - это движение земли вверх, обычно связанное с расширением глинистых грунтов, которые набухают при намокании. Поскольку почва обычно не может расширяться вниз или в сторону, в результате обнаженная верхняя поверхность почвы поднимается вверх. Воздействие пучения противоположно эффекту проседания, когда почва нестабильна и опускается вниз, или оседанию, которое вызывается весом здания.

Смещение обычно составляет менее 150 мм, однако даже такой уровень смещения может привести к серьезным структурным повреждениям фундамента и ткани здания. Может быть нанесен долгосрочный ущерб, который может быть не обнаружен в течение некоторого времени, но может существенно повлиять на стоимость имущества.

Наиболее частая причина подъема земли связана с погибшими или удаленными деревьями. Поскольку корневая сеть больше не забирает воду из подпочвы, вода накапливается в земле, что приводит к вздутию, которое может перемещать строительные конструкции вверх.

Дополнительные причины вертикального качки могут включать:

Общие признаки вертикальной качки могут включать:

Обследования покажут, произошло ли волнение, которое может повлиять на здание, и могут сообщить, например, о потенциальных рисках предлагаемых работ, таких как удаление деревьев возле зданий. Исследования могут включать визуальный осмотр, исторические исследования и бурение скважин для определения профиля влажности почвы.

Там, где вероятно возникновение вспучивания, ячеистые конструкции могут быть установлены под фундаментами и плитами перекрытия, чтобы уменьшить восходящую силу вертикальной качки, передаваемую на конструкцию, расположенную выше.Для получения дополнительной информации см. Ячеистый плотный фундамент.

Устранение повреждений, вызванных вертикальным качающимся грунтом , может быть длительным и дорогостоящим процессом. Если пучение является результатом основной проблемы, ремонтные работы, такие как ремонт протекающих канализаций или удаление растительности, могут решить эту проблему.

Там, где сама почва склонна к вспучиванию, может потребоваться подкрепление для стабилизации конструкций. Выкопанный грунт из-под существующего фундамента заменяется материалом, обычно бетоном, в несколько этапов, чтобы сформировать новый фундамент под существующим, доходя до недр, не склонных к вспучиванию.Может возникнуть необходимость оставить полость под конструкцией, чтобы приспособиться к будущему перемещению верхних слоев почвы.

[править] Внешние ссылки

Подъем грунта - Designing Buildings Wiki

Пучок земли - это движение земли вверх, обычно связанное с расширением глинистых грунтов, которые набухают при намокании. Поскольку почва обычно не может расширяться вниз или в сторону, в результате обнаженная верхняя поверхность почвы поднимается вверх. Воздействие пучения противоположно эффекту проседания, когда почва нестабильна и опускается вниз, или оседанию, которое вызывается весом здания.

Смещение обычно составляет менее 150 мм, однако даже такой уровень смещения может привести к серьезным структурным повреждениям фундамента и ткани здания. Может быть нанесен долгосрочный ущерб, который может быть не обнаружен в течение некоторого времени, но может существенно повлиять на стоимость имущества.

Наиболее частая причина подъема земли связана с погибшими или удаленными деревьями. Поскольку корневая сеть больше не забирает воду из подпочвы, вода накапливается в земле, что приводит к вздутию, которое может перемещать строительные конструкции вверх.

Дополнительные причины вертикального качки могут включать:

Общие признаки вертикальной качки могут включать:

Обследования покажут, произошло ли волнение, которое может повлиять на здание, и могут сообщить, например, о потенциальных рисках предлагаемых работ, таких как удаление деревьев возле зданий. Исследования могут включать визуальный осмотр, исторические исследования и бурение скважин для определения профиля влажности почвы.

Там, где вероятно возникновение вспучивания, ячеистые конструкции могут быть установлены под фундаментами и плитами перекрытия, чтобы уменьшить восходящую силу вертикальной качки, передаваемую на конструкцию, расположенную выше.Для получения дополнительной информации см. Ячеистый плотный фундамент.

Устранение повреждений, вызванных вертикальным качающимся грунтом , может быть длительным и дорогостоящим процессом. Если пучение является результатом основной проблемы, ремонтные работы, такие как ремонт протекающих канализаций или удаление растительности, могут решить эту проблему.

Там, где сама почва склонна к вспучиванию, может потребоваться подкрепление для стабилизации конструкций. Выкопанный грунт из-под существующего фундамента заменяется материалом, обычно бетоном, в несколько этапов, чтобы сформировать новый фундамент под существующим, доходя до недр, не склонных к вспучиванию.Может возникнуть необходимость оставить полость под конструкцией, чтобы приспособиться к будущему перемещению верхних слоев почвы.

[править] Внешние ссылки

Морозное пучение - обзор

15.3.1 Морозное пучение и сортировка на морозе

Морозное пучение - это смещение грунта и породы вверх из-за воздействия мороза; это происходит там, где климат достаточно холодный, чтобы позволить отрицательным температурам распространяться ниже поверхности земли, где имеется достаточный запас почвенной воды для питания образования ледяной линзы и где почвы чувствительны к заморозкам (Washburn, 1956, 1973).Почвы, считающиеся морозоустойчивыми, имеют мелкозернистую структуру с высоким содержанием ила (например, алевритисто-глинистые, илы, илисто-мелкозернистый песок). Морозное пучение происходит из-за образования линз льда в толще почвы и выборочно под более крупными обломками. Природа и размер ледяной линзы зависят от двух переменных; во-первых, количество свободной воды, доступной в матрице почвы; и во-вторых, скорость замораживания. Когда мороз проникает в профиль почвы, свободная вода в поровых пространствах превращается в лед и расширяется, если почва насыщена, морозное пучение будет пропорционально 9% объема порового пространства.Если замерзание происходит быстро, поровая вода образует кристаллы льда в поровом пространстве и ледяной покров на отдельных частицах, это называется поровым льдом. Если скорость замерзания низкая, вода в почве притягивается к фронту замерзания, и будет образовываться горизонтальная линза льда. Однажды инициированная ледяная линза будет продолжать расти до тех пор, пока имеется запас свободной воды. Вода мигрирует из прилегающей незамерзшей почвы к ледяной линзе за счет капиллярного действия. Расстояние, на которое мигрирует вода, может быть значительным; в идеальных условиях вода может мигрировать на высоту 1-2 м.Этот тип усиленного образования льда называется сегрегацией льда и может привести к образованию не только ледяных линз, но и толстых слоев почти чистого льда. В этом случае объем льда может в несколько раз превышать объем доступного порового пространства; объем льда, превышающий насыщение, называется избыточным льдом. Такая модель расслоения льда может привести к сильному морозному пучению. Илистые почвы чувствительны к заморозкам, потому что их небольшой размер частиц и высокая пористость поддерживают высокое содержание влаги, а их проницаемость и высокая гидравлическая проводимость способствуют капиллярному действию.Таким образом, почвы с высоким содержанием ила способствуют образованию сегрегированных линз льда и морозного пучения. Тилль, как правило, морозоустойчив из-за высокого содержания в нем ила и алевритистой глины.

Поддомкрачивание относится к процессу морозного пучения, включающему перемещение вверх объекта, погруженного в промерзшую почву. Когда происходит вспучивание, как описано выше, объект или конструкция, погруженная в землю, которая не закреплена должным образом, будет выталкиваться вверх, когда под объектом предпочтительно образуется ледяная линза.В большинстве случаев конструкция не возвращается в исходное положение при сезонном оттаивании промерзшей почвы. Чистое движение вверх называется «поддомкрачиванием». Это явление может происходить везде, где есть сезонное замерзание и оттаивание поверхностного слоя, и не ограничивается участками вечной мерзлоты. Везде, где происходит морозное пучение, оседание происходит во время фазы оттаивания цикла. Поверхность земли, а также объекты или сооружения, построенные на «неустойчивой от таяния» вечной мерзлоте, осядут, если таять лишний лед. Плавление обычно вызывается теплом от конструкции или изменениями естественных тепловых условий.Циклическое предпочтительное пучение во время замораживания крупных обломков в неоднородной почве и псевдоожижение мелкозернистой матрицы приводит к сортировке мелких и крупных материалов. Смешивание и сортировка почв под действием мороза - очень динамичный процесс, широко наблюдаемый в перигляциальных средах как узорчатая почва.

Морозное волнение - обзор

Экологические последствия биоразнообразия

Одним из способов, с помощью которого можно легко оценить важность биоразнообразия в процессах, является понимание потенциального воздействия сокращения биоразнообразия.Первичные сукцессионные процессы указывают на потенциальное воздействие утраты биоразнообразия. Одна из наиболее тщательно изученных серий сукцессий в пределах Арктики - это серия сукцессий в Глейшер-Бей, Аляска (Chapin et ​​al. , 1994). Отступление ледников за последние 200 лет привело к развитию ряда сообществ, пространственное расположение которых можно рассматривать как аналог последовательности во времени. У подножия отступающих ледников находится суровая среда обнаженного ледникового покрова, в которой отсутствуют органические вещества почвы и питательные вещества, и это потенциальная зона засухи.Маты азотфиксирующих цианобактерий, лишайников и печеночников с разбросанными разнотравьями (например, азотфиксирующий Dryas drummondii ) заселяют эти среды. Затем продолжается процесс почвообразования, включающий накопление органических веществ и доступных для растений питательных веществ в почве, и последовательность сукцессий проходит через множество этапов от ольхового леса ( Alnus sinuata ) до елового леса ( Picea sitchensis ). Было обнаружено, что сеянцы ключевых видов на каждой стадии сукцессии в Glacier Bay прорастают легче на предыдущей стадии сукцессии, чем на их собственной (Chapin et ​​al., 1994). Каждый этап сукцессионного процесса способствует развитию доминирующих видов на следующем этапе. Учитывая потерю какого-либо отдельного шага в этой серии, состав сообщества может развиваться по совершенно другой траектории, или окружающая среда может никогда не развиваться дальше заданной точки.

Природа арктических сред такова, что события, ведущие к началу первичной сукцессии, например, ледяные процессы, такие как морозное пучие, лавины и селевые потоки, а также большой сток из-за дренажа, препятствующего вечной мерзлоте, являются обычным явлением.Для любого участка, подвергающегося первичной сукцессии, наличие пропагул первичных колонизаторов в этом районе имеет важное значение. Для того, чтобы соответствующие виды колонизаторов находились в пределах диапазона тревожных событий, необходим базовый уровень разнообразия во всей окружающей среде. Например, в тундре Аляски гравийные площадки и карьеры часто изначально заселяются видами из близлежащих прибрежных систем. Без разнообразия местообитаний на уровне ландшафта эти колонизирующие виды отсутствовали бы.Следовательно, как распределение, так и абсолютное количество организмов важны для функционирования экосистемы. Организмы могут поддерживать разнообразие местообитаний арктических систем. Деятельность роющих животных, таких как суслики, лемминги или песцы, может обеспечивать открытые участки нарушенной почвы, которые служат потенциальными убежищами для основных колонизаторов растений и разнообразия фауны, способствуя тем самым разнообразию цветов. Другой пример - животные, действующие как разносчики семян, тем самым способствуя не только рассредоточению, но и биоразнообразию в целом (Bruun et ​​al., 2008).

По мере продолжения сукцессии потенциал взаимодействия между организмами увеличивается, потому что их зоны влияния с большей вероятностью перекрываются с увеличением плотности организмов (особенно это касается растений). Из-за увеличения числа видов возрастает и потенциальная сложность взаимодействий внутри сообщества. Следовательно, может происходить параллельное увеличение уровня биоразнообразия, а также степени и сложности взаимодействий между людьми.Этот тип картины может быть обнаружен вдоль широтного градиента от высокой полярной полупустыни Арктики к более продуктивной тундровой среде.

Типы взаимодействия включают прямые ресурсные взаимодействия (например, конкуренция) и косвенные взаимодействия, возможно, с участием более высоких трофических уровней. Например, есть данные о том, что травоядные животные могут стимулировать развитие сосудистых растений, предотвращая образование плотных моховых матов в определенных условиях тундры (Жимов и др. .в Chapin and Körner, 1995; Ван дер Валь и Брукер, 2004 г.). Из-за подвижности более крупных травоядных животных (например, северных оленей и овцебыков) их важность для функционирования сообщества в любой момент времени может быть неясной. Как и в случае с первичными колонизаторами растений, ключевая роль, которую они играют, и их важность с точки зрения поддержания разнообразия как на уровне видов, так и на уровне сообщества, могут быть очевидны только в определенные моменты времени или пространства.

Содействующее взаимодействие может иметь особое значение в арктических сообществах.В случае взаимодействий с растениями содействие может действовать через уменьшение неблагоприятного воздействия окружающей среды и может происходить на всех этапах сукцессии, включая зрелые сообщества. Благоприятные виды растений могут быть ключевыми видами в окружающей среде; например, на участках осыпи, нарушенной морозным пучением, было показано, что рост распространяющихся видов растений с устойчивыми сетками корневищ или корней стабилизирует осыпь и способствует развитию других видов растений в стабилизированной зоне.Решающим фактором в этом случае является морфология колонизирующего растения. Другие типы форм роста растений могут иметь различные стимулирующие эффекты. Хотя все растения могут служить убежищем для своих соседей, некоторые виды и ростовые формы, особенно подушечные растения, могут развиваться в отсутствие этого первоначального укрытия и могут повышать разницу температур между их меристемами и воздухом более чем на 25 ° C. Впоследствии они предоставляют убежище другим. В одном альпийском примере пять видов подушечных растений, включая Silene acaulis , вместе «содержали» 93 других вида растений.В другом примере травы, растущие на моховых подушках в высокой Арктике, росли значительно быстрее, чем травы, растущие вне моховых подушек (рис. 5). Таким образом, разнообразие форм (рис. 3), возможно, является одним из аспектов биоразнообразия Арктики, который может иметь решающее значение для функционирования экосистемы.

Рис. 5. Влияние мхов на рост сосудистых растений в высоких широтах Арктики (примером является трава Poa arctica , растущая на подушках из мха Drepanocladus uncinatus ).Воздействие мха на рост травы по сравнению с травой, растущей вне моховых подушек, эквивалентно выращиванию травы под пластиковыми теплицами с добавлением питательных веществ (+ T и N) (воспроизведено из Press MC, Callaghan TV и Ли Дж. А. (1998) Как европейские арктические экосистемы отреагируют на прогнозируемое глобальное изменение окружающей среды? Ambio 27: 306–311).

Различия в формах роста растений также сильно влияют на движение ресурсов в окружающей среде.Распространение корневищных видов, поддерживающих физиологические связи между особями, может перемещать питательные ресурсы из локализованных богатых ресурсами районов. Виды с раскидистой корневой системой, но с ограниченным пологом, могут, в свою очередь, концентрировать ресурсы в пределах данной области. Точно так же различия в поведении животных могут также приводить к изменчивости в распределении ресурсов и перемещении ресурсов в окружающей среде. В зимний период, когда их выпас ограничивается корнями, корневищами и основанием стеблей, лемминги могут накапливать в своих местах гнездования небольшие резервуары питательных веществ в тканях растений и помете.Другие пасущиеся виды, такие как гуси и овцебык, могут перераспределять питательные вещества в окружающей среде.

Не только процессы распределения питательных веществ зависят от изменчивости жизненных форм и, следовательно, разнообразия, но также круговорот питательных веществ и почвенные условия (например, температура, влажность и pH) могут быть сильно связаны с разнообразием организмов в экосистеме. Хобби (Chapin and Körner, 1995) описывает, как различия в свойствах растений могут прямо или косвенно влиять на биогеохимические процессы в растительных сообществах тундры.Например, виды с высокими показателями продуктивности (обычно лиственные и злаковые) могут увеличивать скорость оборота питательных веществ, древесные виды могут увеличивать секвестрацию углерода, а злаковые могут привлекать травоядных и увеличивать кругооборот питательных веществ травоядными. Межвидовая изменчивость глубины укоренения и площади листьев влияет на влажность почвы, что, в свою очередь, может влиять на доступность питательных веществ в почве, разнообразие почвенной биоты, поглощение ионов и pH почвы. Различия в качестве тканей листового опада также могут влиять на микробные процессы в почве и скорость разложения.Было показано, что смеси подстилки более чем одной арктической формы роста растений, особенно гемипаразитических трав и карликовых кустарников, разлагаются быстрее, чем подстилки из одного вида (Quested et ​​al. , 2002). Таким образом, разнообразие растительного сообщества будет иметь важные последствия для состояния почвенной среды и круговорота питательных веществ на суше, что является основным препятствием для продуктивности арктических экосистем.

Видовое разнообразие также может влиять на атмосферные условия окружающей среды, влияя на процессы обмена почва-атмосфера.Verville et ​​al. (1998) обнаружил, что осоки вносят вклад в эмиссию метана из сообществ влажных лугов Арктики, действуя как канал для высвобождения метана из анаэробных почв (а не путем непосредственного производства метана). Напротив, мхи, как правило, ограничивают выделение метана (рис.