СП ФУНДАМЕНТЫ

Вернуться в раздел СП (СНиП)

ФУНДАМЕНТЫ

saitinpro.ru

Утепление грунтов и фундаментов

Фундамент дома после изготовления и выполнения монтажа должен быть прочным, долговечным и устойчивым, морозостойким, способным сопротивляться действию грунтовых агрессивных вод.

Используемые для утепления грунта теплоизоляционные материалы должны иметь стабильные свойства в течение всего срока эксплуатации здания вне зависимости от условий эксплуатации. Из существующих теплоизоляционных материалов только пеностекло удовлетворяет таким жестким требованиям.

Существуют следующие основные варианты утепления заглубленных конструкций зданий:

Утепление фундаментов мелкого заложения

Согласно СНиП 2.02.01-83 (2000) «Основания зданий и сооружений», глубина заложения фундаментов должна быть не меньше глубины сезонного промерзания грунтов. Стоимость работ по возведению фундаментов является достаточно дорогой, и особенно при большой глубине сезонного промерзания. Поэтому, согласно СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» глубину заложения фундаментов разрешается назначать выше глубины сезонного промерзания грунтов, если «…предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов…». Таким образом, если теплоизоляция грунтов от промерзания позволит поднять температуру грунтов под основанием фундамента до положительных значений в холодное время года, то грунт не будет замерзать и пучиниться. Для исключения промерзания грунтов вблизи фундамента устраивают теплоизоляционный слой заданной толщины из пеностекольного гравия по всему периметру здания.

1 – фундамент 2 – гидроизоляция 3 – геотекстиль 4 – защитный слой 5 – пеностекольный гравий 6 – песчаная засыпка 7 – щебень гранитный 8 – грунт

Утепление фундаментной плиты

Для исключения различных случайностей, которые могут негативно сказаться на строении, имеется наиболее надежный тип фундамента: плитный монолитный, представляющий собой толстую железобетонную плиту, армированную в два слоя. Утепление такого фундамента гранулированным пеностеклом позволяет не только сократить потерю тепла через пол первого этажа, но и избежать неравномерного проседания фундамента. Высокая прочность гранулированного пеностекла позволяет осуществлять заливку фундаментной плиты по слою утрамбованного гравия.

1 – грунт 2 – геотекстиль 3 – пеностекольный гравий 4 – гидроизоляция 5 – геотекстиль 6 – фундаментная плита

Утепление стен подвала

Теплоизоляция отапливаемых подвалов позволяет значительно снизить неоправданные потери тепла, а утепление неотапливаемых подвалов дает возможность круглый год поддерживать постоянную температуру 5-10°C, а также исключить образование конденсата на внутренних поверхностях заглубленного помещения в летнее время.

Пеностекольный гравий засыпают между наружной поверхностью стены и опалубкой, расположенной на расчетном расстоянии от стены…

1 – стена подвала 2 – гидроизоляция 3 – геотекстиль 4 – пеностекольный гравий 5 – защитный слой 6 – грунт

…или в специальные мешки (wall-bag), которые закрепляют на стене.

1 – стена подвала 2 – гидроизоляция 3 – пеностекольный гравий в wall-bag 4 – грунт

www.penokam.ru

Дом: утепление фундамента и грунтов

Утепление мелкозаглубленного ленточного фундамента и грунта вокруг фундамента имеет две стратегические цели:

• На пучинистых грунтах: утепление ленточного фундамента и прилежащего грунта с целью «отодвинуть» в сторону от мелкозаглубленного ленточного фундамента промерзание грунта, уменьшить глубину промерзания грунта и сократить тем самым величину зимнего подъема уровня грунта.
• На непучинистых грунтах: уменьшить теплопотери отапливаемого дома через фундамент в холодный период года.

Заложение мелкозаглубленного ленточного фундамента на глубину менее глубины сезонного промерзания грунтов возможно только при проведении «специальных теплотехнических мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83, пункт 12.2.5 СП 50-101-2004]. В территориальных строительных нормах ТСН МФ-97 Московской области указывается, что при проектировании и устройстве мелкозаглубленных ленточных фундаментов малоэтажных зданий рекомендуется “применение утеплителей, укладываемых под отмостку” с обязательной защитой их гидроизоляцией.

Рекомендации по утеплению фундамента и грунта имеют ограничения: стандарты утепления не распространяется на строительство на вечномерзлых грунтах и в районах со средней годовой температурой наружного воздуха (СГТВ) ниже 0 °С или с величиной индекса мороза (ИМ) более 90000 градусо-часов. Например, описываемые ниже меры по утеплению грунтов и фундаментов могут применяться в Мурманске (СГТВ= +0,6°С) или Иркутске (СГТВ= +0,9°С), но не могут использоваться в Сургуте, Туре, Ухте, Воркуте, Ханты-Мансийске, Магадане, Вилюйске, Норильске, Якутске или Верхоянске (СГТВ

Также не требуется утепление фундаментов и грунтов с целью снижения морозного пучения и предупреждения деформации основания на непучинистых (гравелистых и крупно-песчаных) грунтах.

Теоретической основой утепления грунта и мелкозаглубленного ленточного фундамента в качестве меры по уменьшению морозного пучения, является представление о физических механизмах подъема уровня грунта при промерзании.

Морозное пучение – подъем уровня грунта в результате расширения замерзающей в толще грунта воды может иметь место только при сложении трех обязательных условий:

1. В грунте должен быть постоянный источник воды
2. Грунт должен быть достаточно мелкозернистым, чтобы смачиваться и удерживать воду.
3. Грунт имел возможность промерзать.

При замораживании водонасыщенного грунта в нем образуются линзы льда на границе раздела температур, и выше от него к промерзающей поверхности. При замерзании вода расширяется примерно на 9%. Сила давления поднимающейся при замерзании почвы может варьироваться от 0,2 кгс/см 2 для песчаных грунтов до 3 кгс/см 2 , что вполне может уравновесить или превысить нагрузку от здания и вызвать деформацию ленточного фундамента. Ил (органический или неорганический грунт с особо мелкими частицами) способен расширяться при замерзании и при отсутствии постоянного притока воды (высокого уровня грунтовых вод). Величина морозного подъема илистых почв может составлять до 20% от толщины промерзшего слоя. Неотапливаемые подвалы и подполы подвергаются высокому риску разрушения вследствие подъема грунтов, сопряженного с примораживанием грунта к поверхностям стен подвалов и подполов. Вследствие примораживания образуется достаточно широкий слой плотной связи между грунтом и материалом стен.

При морозном подъеме грунт способен разорвать непорочную кладку кирпича или фундаментных блоков. Поэтому на пучинистых грунтах, во-первых, рекомендуется устраивать монолитные заглубленные конструкции, а во-вторых, изолировать стеновой материал от промораживаемых пучинистых грунтов дренажным грунтом, дренажной пристеночной гидроизоляцией, утеплителем или слоем скольжения из пленочных материалов. Также наружное утепление подземных стен подвалов играет важную роль в предупреждении образования конденсата на внутренних поверхностях стен, и как следствия, образования плесени.

Вертикальное утепление наружных поверхностей мелкозаглубленного ленточного фундамента 5 см слоем экструдированного пенополистирола приводит к сокращению теплопотерь здания через грунт примерно на 20%. Хотя горизонтальное подземное утепление основания фундамента и прилежащего грунта незначительно влияют на теплопотери здания, и потому может быть расценено как малоэффективное с точки зрения энергосбережения, такой вид утепления играет значительную роль в предупреждении промерзания подлежащих под мелкозаглубленным ленточным фундаментом грунтов.

Методика утепления мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах

Схемы утепления мелкозаглубленного ленточного фундамента отличаются в зависимости от режима эксплуатации зданий (отопления в холодное время года).

Для отапливаемых в холодное время года зданий (зданий в которых поддерживается круглогодично температура не ниже +17°С) схема утепления сочетает наружное вертикальное и горизонтальное утепление фундамента с предупреждением образования мостиков холода и отсутствием утепления полов по грунту. Неизолированные от грунта плавающие полы позволяют, с одной стороны лучше прогревать грунт под зданием, предупреждая его промерзание, а с другой стороны позволяют пользоваться накопленным теплом в массе грунтовой подсыпки и получать 1-2 «даровых» градуса геотепла.

Пояс горизонтального утепления на углах здания (из-за больших теплопотерь по сравнению со срединной частью фундамента) должен быть либо большей ширины, либо, что практичней при строительстве – большей толщины.

Ширина и толщина широко распространенного отечественного утеплителя Пеноплекс для утепления грунта и фундамента определяется по таблицам, приведенным в стандарте организации СТО 36554501-012-2008, исходя из индекса мороза (ИМ), характеризующего количество дней на данной территории с отрицательной температурой и величину отрицательных температур в градусо-днях.

Схема утепления постоянно отапливаемого в холодный период здания без теплоизоляции плавающего пола от подлежащего грунта

без теплоизоляции пола на пучинистых грунтах (по Таблице №2 СТО 36554501-012-2008 )

Расчетные параметры плит ЭППС (Пеноплекс) для постоянно отапливаемых зданий без теплоизоляции пола

толщина вертикальной теплоизоляции, достаточная (обусловленная толщиной материала ) см

Горизонтальная теплоизоляция вдоль стен

Горизонтальная теплоизоляция на углах

Толщина вертикальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала ), см

длина утолщенных участков по углам здания, м

толщина горизонтальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала ), см

vizada.ru

Исследование промерзания грунта под фундаментом типа УФФ (утепленный финский фундамент) применительно к Московской области

Библиографическое описание:

Карлов А. А. Исследование промерзания грунта под фундаментом типа УФФ (утепленный финский фундамент) применительно к Московской области // Молодой ученый. — 2018. — №22. — С. 151-155. — URL https://moluch.ru/archive/208/50980/ (дата обращения: 02.02.2019).

В настоящее время большое распространение под легкие каркасные дома из SIP панелей и одноэтажные дома из газобетона получил фундамент типа УФФ (утепленная финская плита). Данный фундамент широко применяется в Московской и Ленинградской областях. В связи с недавними ситуациями связанных с подъемом, перекосом и в некоторых случаях разрушения фундамента, встает необходимость анализа данной конструкции с точки зрения промерзания грунта под подошвой.

Ключевые слова: фундамент МЗЛФ, утепление фундамента, морозное пучение, промерзание.

Currently, a large spread for light frame houses made of SIP panels and single-storey houses made of aerated concrete has a Foundation type UFF (insulated Finnish stove). This Foundation is widely used in the Moscow and Leningrad regions. In connection with recent situations related to the rise, skew and in some cases the destruction of the Foundation, there is a need to analyze this design in terms of freezing the soil under the sole.

Keywords: Strip foundation, insulation of Foundation, frost heave, frost penetration.

Расчет выполнен в программе Elcut 2017. Характеристики принятых материалов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Теплопроводность строительных материалов

Расчётная зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -28С согласно СП 131.13330.2012.

Температура грунта на глубине 1,6м равна 3,2 град. Для Москвы и Московской области.

Рассмотрим несколько возможных ситуаций промерзания грунта под подошвой фундамента.

Вид фундамента представлен на рисунке 1

Рис. 1. Фундамент типа УФФ (Утепленный финский фундамент)

1 ситуация: Грунт под подошвой фундамента уплотненный, для расчета, температура наружного воздуха равна -15 °С. Температура внутреннего воздуха в доме равна 20 °С. Температура грунта под домом равна +5°С.

Рис. 2. Распределение тепловых полей в узле фундамента при уплотненных грунта.

Из термограммы видно, что присутствует промерзание в крайней части фундаментной ленты, при таком варианте необходимо дополнительное утепление фундамента.

2 ситуация. С дополнительным утепление подошвы фундамента слоем ЭППС, толщиной 50 мм ширина утепления равна ширине подошвы (рис. 3) и с увеличенной шириной утепления под подошвой и увеличением толщины утеплителя отмостки до 100 мм (рис. 4).

Рис. 3. Распределение тепловых полей в узле фундамента при утеплении подошвы фундамента.

Рис. 4. Распределение тепловых полей в узле фундамента при утеплении подошвы фундамента ЭППС толщиной 100мм и шириной 1200 мм.

Из термограммы (рис. 3.) видно, что полностью исключить промерзание не удается, необходимо увеличить ширину ЭППС до 1200 мм.

Из термограмм (рис.4) можно сделать вывод что толщина отмостки в 100мм практически не влияет на температуру под подошвой фундамента, так как промерзание идет через керамзитобетонные блоки и монолитную ленту в обход утеплителя, но увеличение ширины утеплителя под подошвой заметно снижает промерзание у краев фундамента.

Из всего выше изложенного можно сделать вывод, что наиболее эффективным методом является утепление отмостки ЭППС толщиной 50 мм и шириной 1м и утепление подошвы фундамента, шириной равной размерам ленты и толщиной 50 мм. Т. к. при данном варианте промерзание хоть и не значительное, но присутствует, следовательно, обязательно применение дренажа и непучинистого грунта в виде песка средней крупности или ПГС (песчано-гравийной слой) толщиной не менее 250–300 мм.

Рассмотрим вариант (рис. 3) при температуре наиболее холодной пятидневки, которая равна -28°С. При этом будем учитывать толщину снегового покрова в 0,3м

Рис. 5. Распределение тепловых полей в узле фундамента в наиболее холодную пятидневку с учетом снегового покрова.

Из термограммы видно, что сильного промерзания грунта под подошвой не происходит снег выполняет функцию дополнительного утепления и защищает грунт от сильного промерзания.

Вывод: Данный тип фундаментов рекомендуется использовать на непучинистых или слабопучинистых грунтах с, а при использовании на пучинистых грунтах необходимо производить замену грунта под подошвой фундамента ниже глубины промерзания устройством, рядом с фундаментом необходимо выполнять дренаж, который должен находится в зоне положительных температур.

1. СП 131.13330.2012 Строительная климатология, Москва, МинРегион 2012–113 с;
2. «ELCUT Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов» Санкт-Петербург, ООО «Тор», 2015г -291с;
3. Таблицы теплопроводности строительных материалов https://termoizol.com/polnaya-tablitsa-teploprovodnosti-razlitchnh-stroitelynh-materialov.html

Основные термины (генерируются автоматически): SIP, подошва фундамента, распределение тепловых полей, узел фундамента, утепление подошвы фундамента, холодная пятидневка, наружный воздух, снеговой покров, CARBON, ECO.

moluch.ru

Секреты утепления фундамента

Закладывается в проект утепление фундамента для решения нескольких задач. Прежде всего, теплоизоляция сохраняет геотермальное тепло в основании, частично ликвидируя силы морозного вспучивания глины. Дополнительно застройщик получает снижение эксплуатационного бюджета за счет меньшего расхода энергоносителя в системе обогрева и повышение ресурса несущих конструкций.

Однако утеплитель необходимо расположить на поверхностях фундамента правильно в зависимости от назначения здания и отопительного режима, конструкции и материалов, из которых он изготовлен.

1.Назначение теплоизоляции фундамента

Теплоизоляция обеспечивает снижение теплопотерь в полах, повышая комфортность проживания и снижая расходы на отопление. Кроме того, утепление фундамента дома входит в комплекс мероприятий по ликвидации разрушающих железобетонные конструкции сил морозного вспучивания:

• непрерывный слой сохраняет тепло недр зимой
• поверхность грунта под зданием и отмосткой не может промерзнуть
• в отсутствие отрицательных температур глина не может увеличиться в объеме, даже при избыточном намокании от почвенной влаги

Внимание: Максимально эффективно утепление фундамента снаружи и под отмосткой только вместе с пристенным дренажом и при частичной замене глинистой почвы нерудным материалом (фундаментная подушка).

2.Технология теплоизоляции фундамента

В значительной мере на схему теплоизоляции фундамента влияет режим отопления. На разные типы фундаментов действуют не одинаковые силы пучения. Из всех известных теплоизоляционных материалов для подземных несущих конструкций подходит экструдированный пенополистирол высокой плотности.

Базальтовая вата впитывает из бетона влагу и теряет теплоизолирующие свойства, Эковата не обладает достаточной плотностью. Поэтому следует производить утепление фундамента Пеноплексом с учетом этих факторов.

2.1 Режим постоянного обогрева

Поскольку здание отапливается без перерывов, грунты под ним не могут замерзнуть, даже в лютый мороз. Чтобы исключить боковое промерзание снаружи, на глубине 40 – 60 см утепляется отмостка. В принципе для ликвидации морозного вспучивания этого достаточно.

С другой стороны – даже если утепление фундамента пенополистиролом произведено снаружи и под отмосткой, при эксплуатации теплого пола необходимо повысить эффективность конструкции, чтобы не обогревать зря землю. Поэтому под стяжку укладывается, все тот же, ЭППС.

2.2 Периодическое отопление

Схема теплоизоляционного контура дома с периодическим обогревом аналогична зданию с отоплением постоянным:

• горизонтальный слой ЭППС под полом
• утепление фундамента дома снаружи
• теплоизоляция отмостки на глубине 0,4 – 0,6 м шириной 1 м минимум

В отсутствие обогрева тепловым контуром сохраняется геотермальное тепло. После включения отопления утеплитель решает проблему снижения теплопотерь в несущих конструкциях.

2.3 Здание без обогрева

Для садового домика и надворных построек, в которых отопление проектом не предусмотрено, применяется другая схема:

• теплопотерь здесь нет по умолчанию, грунты промерзают полностью
• чтобы сохранить геотермальное тепло под зданием, нужно уложить непрерывный слой теплоизоляции под полами
• произвести утепление цоколя фундамента, но только изнутри конструкции
• разместить ЭППС под подошвой фундамента и продолжить этот слой под отмосткой

Таким образом, пенополистиролом укрывается вся площадь застройки вместе с отмосткой. Фундамент промерзает полностью, поскольку обогреть его подземным теплом невозможно в принципе. Зато в грунтах всегда сохраняются положительные температуры, снижается вероятность морозного вспучивания.

Экструдированный пенополистирол под полами, вместо снижения теплопотерь, предотвращает промерзание земли.

Основная ошибка индивидуального застройщика при изготовлении теплоизоляции – мостики холода в узлах примыкания фундамент/цоколь и цоколь/стена:

• утеплитель должен укладываться под отмосткой горизонтально
• переходить в вертикальный слой на наружной (постоянное и периодическое отопление) или внутренней (неотапливаемые постройки) поверхности фундамента
• соединяться с утеплителем внутри стены (при наружной укладке) либо с ЭППС под полами (при внутренней укладке для неотапливаемых зданий)

Самым сложным вариантом для теплоизоляции указанного узла примыкания является декорирование стен облицовочным кирпичом:

• утеплитель находится в стене позади кирпича
• нижний ряд облицовки опирается на цоколь
• теплоизоляция цоколя проходит по его наружной грани

Поэтому перед началом облицовки стен важно не забыть, что первый ряд нужно укладывать поверх пенополистирола, соединяющего слой утеплителя стены с аналогичным слоем на цоколе.

2.4 Ленточный фундамент

Дешевле в строительстве малозаглубленные модификации, поэтому МЗЛФ применяется чаще прочих вариантов. Однако разрешены они нормативами СП при условии обеспечения комплекса мероприятий, снижающих или ликвидирующих морозное вспучивание. Поэтому утепление ленточного фундамента МЗЛФ является условием обязательным, производится по схеме:

• горизонтальный слой – под отмосткой, подошвой ленты (только для неотапливаемого дома), полами по грунту
• вертикальный слой – наружная грань ленты или внутренняя (для зданий без обогрева), цоколя

Внимание: Если целостность утеплителя в узле сопряжения цоколь/стена реализована нормально, то можно обойтись без слоя ЭППС в полах (если нет контуров теплого пола) при постоянном проживании.

2.5 Плитный фундамент

Проще всего реализовать на практике утепление фундаментной плиты по аналогичной с МЗЛФ схеме. Существуют фундаментные плиты нескольких конструкций:

• классическая «плавающая» – ЭППС слоем 10 – 20 см под подошвой и отмосткой, на боковой грани по периметру
• «чаша» – для увеличения ресурса стенового материала в конструкцию добавлена цокольная часть, которая ошибочно называется застройщиками, и ростверком и МЗЛФ, на самом деле – это ребра жесткости, направленные вверх, технология теплоизоляции стандартная
• «перевернутая чаша» – аналог предыдущего варианта с направленными вниз ребрами жесткости подо всеми несущими стенами
• УШП – утепленная шведская плита, под которой расположен слой ЭППС, ребра жесткости создаются за счет изменения толщины утеплителя под ними
• кессонная – не является плавающей, так как монолитный погреб под одной комнатой коттеджа служит якорем, на конструкцию действуют силы пучения, поэтому слой ЭППС подо всей подошвой является обязательным для долгосрочной эксплуатации без разрушения

Внутренняя часть чашеобразной плиты может засыпаться керамзитом или песком для подъема уровня пола по грунту.

2.6 Столбчатый фундамент

Самым ненадежным среди существующих фундаментов является ростверк на столбах. Однако он реально дешевле прочих модификаций на стабильном грунте (скала, крупный песок, гравелистая почва) в отсутствие перепадов высот и при низком (больше 4 м) уровне УГВ.

Любые горизонтальные подвижки на неровном рельефе и силы пучения в глинистом грунте для него опасны, поскольку приводят к опрокидыванию столбов. Поэтому на почвах, в которых гарантированно нет глины, утепление столбчатого фундамента не требуется в принципе. При незначительном содержании глины придется резко увеличить бюджет строительства:

• каждый столб теплоизолируется пенополистиролом по наружным граням
• ЭППС укладывается под подошвы столбов и отмостку для сохранения тепла недр
• дренаж пристенный и подстилающий слой из нерудного материала являются обязательными условиями при строительстве конструкции

Внимание: В подпольном пространстве висячего ростверка нет источников тепла, поэтому утепление забирки (фальш-цоколя) является бессмысленной тратой денег.

2.7 Свайный ростверк

С силу конструкционных особенностей конструкции такого ростверка утепление свайного фундамента в нормативных документах СП не рассматривается в принципе:

• ростверк всегда отстоит от земли на 15 см минимум, силы пучения на него не действуют
• балки ростверка передают конструкционные и эксплуатационные нагрузки на сваи, которым морозное вспучивание не причиняет никакого вреда
• в подполье грунты промерзают полностью, забирку утеплять не нужно

В отличие от столбов, сваи залегают гораздо глубже, не боятся боковых горизонтальных нагрузок. Поэтому для коттеджа на склонах, влажном грунте и глине это, не только единственный вариант фундамента, но еще и самый дешевый. Никакие конструкции утеплять не нужно, что позволяет сэкономить бюджет строительства.

Свайно-винтовой ростверк

По аналогии с предыдущим вариантом утепление винтового фундамента не требуется. В сравнении с железобетонными сваями винтовые конструкции дополнительно позволяют снизить трудозатраты, бюджет строительства и сроки возведения фундамента.

При морозном вспучивании грунт не имеет сцепления с идеально гладкими поверхностями винтовых свай. Опираются они на нижние слои породы с нормальной несущей способностью. Утепляются только полы, которые к фундаментам не относятся.

Внимание: У индивидуального застройщика часто возникают проблемы с бюджетом строительства. Поэтому при необходимости зимовки ненагруженного фундамента необходимо дополнительно укрыть его гидроизоляционным материалом и бюджетным утеплителем (солома, сено).

Таким образом, для ленточных, плитных и столбчатых фундаментов теплоизоляция отдельных элементов позволяет обеспечить заявленный эксплуатационный ресурс. На СВС силы пучения не действуют, в подпольях под ростверком нет источников тепла, поэтому утепление свайно винтового фундамента не требуется в принципе, и кроме перерасхода бюджета строительства никаких преимуществ не дает.

batareykin.ru