Пол в бане из плитки: как сделать наклон и положить своими руками

Напольная плитка в бане: особенности укладки

Выбирая конкретные материалы для внутренней отделки и обустройства пола, следует понимать, что такое баня. Температурные и влажностные условия в этом помещении предъявляют высокие требования к покрытиям. Поэтому пол в бане из плитки может стать вариантом, который оптимален как по стоимости, так и по эксплуатационным характеристикам.

Плиточный пол в бане

Достоинства плиточного пола в бане
Как выбрать хорошую плитку
Форма плиты
Конструкционные решения пола бани
Как сделать стяжку
Как рассчитать количество необходимой плитки

Достоинства плиточного пола в бане

Если рассматривать керамическую плитку в сравнении с другими материалами на полу в бане, сразу видны ее неоспоримые достоинства. Кроме стабильности характеристик (все элементы в упаковке – одного качества), простого расчета необходимого для укладки количества, готовых клеевых смесей, можно отметить:

демократичную стоимость, которой обладает напольная плитка для бани;
множество вариантов цветовых и размерных решений керамики;
наличие возможности устройства мозаичного пола бани;
высокая влагостойкость материала, низкая впитываемость поверхности;
прочность каждой отдельной плитки;
легкость укладки покрытия своими руками;
наличие разных размеров элементов, в том числе – с орнаментальной укладкой;
стойкость к истиранию и долгий срок, который прослужит пол в бане из плитки.

Чтобы сделать укладку покрытия своими руками, достаточно иметь подготовленную ровную и прочную поверхность. Этого, в зависимости от конструкции бани, достигают разными методами.

Кроме своих свойств, керамическая плитка обеспечит все показатели, которыми должен характеризоваться пол в бане. С ее помощью можно сделать поверхность с уклоном в сторону точек сбора воды, оформить приямки, отводные траншеи и другие элементы для отвода жидкости.

Как выбрать хорошую плитку

Плитка для бани на пол выбирается по нескольким критериям. Главные из них:

поверхность с матовой, шероховатой или рифленой структурой;
наличие реберной структуры на обратной стороне для хорошей адгезии клеящего состава;
размеры, позволяющие создавать интересные эстетичные решения.

Плитка для бани на пол должна соответствовать ряду физических критериев. От подбора конкретной марки изделия будет зависеть общий срок службы покрытия, а также количество денег, которые придется потратить на покупку материала.

Плитка для бани и сауны должна соответствовать классам водопоглощения А и В. Эти характеристики приводятся на упаковке керамики. Данные классы плитки производятся сходной технологией, замешиванием массы с последующей формовкой под давлением. Отличие между А и В в том, что последний тип керамики формуется в прессах, поэтому конечный продукт тяжелее, плотнее, менее пористый.
Плитка в баню выбирается по степени сопротивления истиранию. Данные о классе также приведены на упаковке материала. При этом чем выше стойкость – тем ощутимее цена продукта для кошелька. Критерии выбора достаточно просты. Если от пола бани требуется сопротивление частым нагрузкам (например, помещение используется несколько раз в день, присутствуют до 10 человек) – рекомендуется остановиться на самом стойком классе керамики, 4 или 5. В случае, когда полы в бане предусматривают использование в режиме семейного отдыха (пару раз в неделю, от 2 до 5 человек) – можно выбрать керамику с маркировкой стойкости 2 уровня.
Нескользящая поверхность – не всегда основной критерий выбора. Плитка в баню стеклокерамическая (или стеклянная), предлагаемая в формате мозаики из множества мелких элементов – показывает хорошие результаты, практически не создает проблем даже при ходьбе по ней мокрыми босыми ногами. Такой продукт достаточно дорог, но обладает самой высокой стойкостью к истиранию, сроком службы и прочностью.
Толщина керамики для пола должна быть не менее 9 мм. В бане покрытие будет испытывать не только прямую нагрузку при ходьбе, но и механические напряжения из-за температурного расширения. Поэтому стоит рассматривать варианты, балансируя стоимость и толщину покрытия, делая последнюю как можно больше.

Форма плиты

Последний критерий выбора – геометрия керамических элементов. Прямоугольная или квадратная плитка в бане на поверхности пола смотрится привычно, класть ее просто, работы можно провести своими руками.

Для более опытных мастеров доступен выбор множества орнаментальных решений или специально разработанных коллекций из разных размеров элементов для художественной укладки.

Художественные покрытия стоит отдать в работу профессионалам. Это же относится к оформлению поверхности из плитки сложной формы. К примеру, популярная восьмиугольная – требует высочайшей точности укладки и тщательной подготовки основания.

Конструкционные решения пола бани

Если рассматривать, как сделать пол в бане под плитку – решений может быть несколько, в зависимости от конструкции сооружения и возможностей отвода воды. К примеру:

у построенных на сильновпитывающем грунте, без опасности промерзания и вспучивания зданиях дренажный объем может быть обустроен непосредственно под основным настилом;
на плотных почвах необходим отвод воды. Он делается либо трубной дренажной структурой, либо при помощи приямка и отводной траншеи;
если возможности отвода воды за пределы бани нет, делаются накопительные колодцы, из которых жидкость вычерпывается вручную.

Меньше всего проблем в сооружениях, подключенных к централизованной канализации. Все, что потребуется в этом случае – применить одно из готовых решений, сифоны с предотвращающим обратный ход воздуха клапаном и систему труб.

В бане обязательно делается наклон пола в сторону точек сбора воды. Их может быть несколько в пределах одного помещения, особенно, если реализуется вариант с накопительными колодцами. Водоотводные ямы и траншеи также обкладываются плиткой для эстетики и отсутствия плесени. При этом необходимо делать утепление бетонной стенки со стороны грунта.

Самая распространенная система отвода воды – делать пространство между настилом пола и уровнем грунта. Для этого отлично подходят ленточные фундаменты. При этом:

на впитывающих грунтах фундамент заглубляется так, чтобы обеспечить не менее 500 мм свободного пространства. Из него вынимается почва, делается заполнение на 300 мм гравием и строительным мусором, песчаная подушка высотой до 100 мм. Чтобы избавиться от запаха и обеспечить вентилирование подпола, в фундамент заранее закладывают гильзы или делают проемы;
на прочных грунтах делают подушку из гравия высотой до 300 мм, в которой прокладывают дренажную систему труб или формируют водоотводные колодцы и траншеи. В случае применения труб поверх гравийной подушки насыпается песчаная и это основание может использоваться как несущая поверхность для пола бани.

Для современных каркасных сооружений на столбчатом фундаменте должно соблюдается главное правило: настил пола должен быть прочным и выдерживать массу тонкой бетонной стяжки. Для гарантии конструкцию укрепляют дополнительными балками в обвязке фундамента.

Направление слива воды

Как сделать стяжку

Рассмотрим, как положить плитку в бане на поверхность бетонной стяжки. Этот метод является самым распространенным, поскольку применяется и для строений на грунте, и на ленточном, столбчатом фундаменте. Для создания надежного и прочного основания стяжка должна соответствовать следующим критериям:

при применении цементно-песчаной смеси по деревянному настилу рекомендуемая высота составляет 50 мм. Если позволяет прочность строения, слой бетона можно увеличить, армируя его сеткой из стальной проволоки;
при использовании стяжки по грунту рекомендуемая минимальная высота составляет 80 мм. Применение стальной сетки для армирования – обязательно.

Хорошие показатели достигаются при использовании наливных самовыравнивающихся толстых полов. С такой смесью легко работать. Если разводить состав до густой консистенции, не составляет сложностей при формировании наклона пола. Также, достигается толщина стяжки от 80 до 150 мм без применения армирования.

Для уменьшения веса стяжки в раствор добавляется газообразующий пластификатор. Он незначительно меняет прочностные показатели бетона или выравнивающей стяжки наливного типа. Но – сильно уменьшает общую массу слоя.

Как рассчитать количество необходимой плитки

Посчитать, сколько понадобится керамики для работы, можно по следующей методике:

пол бани расчерчивается простыми формами: прямоугольниками, треугольниками;
считается площадь сформированных участков и складывается;
общая цифра делится на квадратуру одного элемента укладки;
расчетные данные округляются в верхнюю сторону;
если баня – достаточно простой формы и обрезков будет относительно немного – необходимо к расчетному количеству плиток прибавить 7-10%. В случае, когда у оформляемой поверхности сложная конфигурация, есть закругленные зоны – количество керамических элементов увеличивается на 10-15%.

После того, как получено количество плиток – его делят на число элементов в упаковке, округляют результат вверх и отправляются в магазин. Все, что останется – уложить приобретенную керамику.

Для этого разводят клеевой состав согласно рекомендациям производителя, наносят зубчатым шпателем на пол и керамику, затем элементы покрытия размещаются на основании. Для получения равномерных швов применяются крестики. Если действовать внимательно и аккуратно – качественный пол из керамики в бане можно быстро уложить своими руками.

Подробное видео как сделать пол в бане из плитки под уклоном к сливу:

Выбор и укладка плитки в бане: особенности облицовки во влажных условиях

Испанская плитка под дерево Alaplana Metal Debo Ocra в предбаннике.

Быстрая навигация по статье

Выбор плитки

Опираться при выборе кафеля только на декоративные качества мало, керамика должна отвечать определённым требованиям.

Выбирайте низкопористую плитку. Кафель с большим количеством пор абсорбирует жидкость, что в условиях колебаний температуры приводит к разрушению керамики. Лучшее решение в этой ситуации – керамогранит или клинкер. Их водопоглощение крайне мало, они выдерживают и сильный мороз, и африканскую жару. Плюс ко всему эти материалы ещё и очень прочны. Обычная керамика с низким влагопоглощением маркируется буквами «А I» и «B I». Первой буквой обозначают кафель, изготовленный методом экструзии, второй – изготовленный прессованием.
Отдавая предпочтение обычной плитке, выбирайте глазурованную. Керамическая плитка, покрытая эмалью, обжигается дважды, в то время как неглазурованная – один раз. Двойная печная обработка закаляет материал больше.
Плитка для бани должна обладать шершавой поверхностью. Скользкая керамика в банных условиях слишком травмоопасна. В первую очередь этот пункт касается напольной плитки, но и настенную во второстепенных помещениях лучше выбирать с учётом соблюдения техники безопасности.

Как вариант, отдельные участки бани можно облицевать соляной плиткой, представляющей собой полупрозрачный фрагмент солевой породы. Кроме впечатляющего интерьера (большое подспорье в этом цветная подсветка), вы получите уникальный лечебный микроклимат.

Подготовка основания

Один из важнейших этапов облицовочного процесса – подготовка основания. Соблюдайте следующие требования:

Не экономьте на материалах, черновая основа должна быть крепкой;
Выполняйте гидроизоляцию;
Устраивайте уклон.

Это общие моменты, о которых мы ещё скажем, но подготовка зависит от структуры и состояния основания. Бетонная основа требует заливки цементно-песчаной стяжки, устройства уклона и гидроизоляции. К деревянному покрытию нужен расширенный подход. Дерево – слишком нестабильный материал, подверженный влиянию температурных и прочих воздействий. Учитывая сравнительную сложность работы с древесиной, рассмотрим предваряющий укладку этап на её примере.

Пирог пола в бане. Пол делается после устройства канализации. От верхней части сливного трапа отмеряем 25 см, выравниваем и уплотняем грунт. Насыпаем 15 см песчаную подушку, укладываем 5 см слой пенополистирола, накрываем всё это рубероидом с нахлёстом. На гидроизоляцию укладываем сетку 10х10 см и заливаем стяжку.

Перед укладкой нужно дождаться полного высыхания стяжки (28 дней).

Подготовка деревянного основания

Надёжная эксплуатация пола возможна лишь при прочности всех составляющих конструкции. Поэтому речь идёт о дощатых половицах, но никак не о фанере или ДСП. Последние листовые материалы для обустройства пола не годятся в силу откровенной ненадёжности. Стены – пожалуйста, при соблюдении остальных требований.

Прежде всего, убедитесь в рабочем состоянии досок. При необходимости замените отдельные половицы, а то и весь черновой пол. В идеале лучше всего разобрать конструкцию, постелить утеплитель, избавиться от краски и лака, покрывающих доски, и обработать дерево антисептиком.

Убедитесь, что по периметру между стенами и досками имеется сантиметровый зазор. Его отсутствие в условиях постоянной смены температур повлечёт за собой наслоение деревянных элементов друг на друга. В итоге движение досок приведёт к нарушению клеевой прослойки и разрушению облицовки. Между половицами тоже оставьте зазоры в 3–5 мм. Промежутки заполните силиконом или монтажной пеной.

Зашпаклюйте возможные отверстия от сучков или крепежа. Обработайте древесину латексной пропиткой или разогретой олифой. Это первый слой гидроизоляции. Далее выполните второй – обмазочным или настилающим методом. Первый подразумевает использование сыпучих или текучих материалов, второй – применение привычного рубероида или подобных рулонных изоляций. Выбрав обмазочный способ, после гидроизолирования, не дожидаясь полного высыхания, уложите на пол малярную сетку.

Осталось залить стяжку. Перед этим смонтируйте по всему основанию металлическую сетку, которая армирует стяжку и компенсирует возможные движения слоёв конструкции. Горизонтальная плоскость в бане неуместна, поэтому заливку выполняйте с учётом уклона к сливному отверстию (трапу). Если укладывать плитку будете на раствор, сделать уклон можно непосредственно в процессе облицовки.

Уклон

Уклон в сторону слива воды.

По краям под углом 45 градусов положен плинтус из керамической плитки.

Рассчитайте перепад высоты между трапом и контурной зоной. Отбейте отметки по углам помещения.
Протяните шнуры от углов к сливному отверстию.
Начинайте укладку, учитывая, что сторона кафеля, параллельная трапу, должна быть горизонтальной, а перпендикулярная – соответствовать уклону, заданному шнуром. Разумеется, у каждой стороны комнаты свои параллели и перпендикуляры. Выдерживать уклон плит, не соприкасающихся с леской, можно с помощью пузырькового уровня или используя дополнительные маячные нити, протянутые между основными.
На линии пересечения, образованными основными шнурами, требуется рез кафеля. Если пол достаточно большой относительно формата керамики, можно обойтись без подрезки. В этом случае делают небольшие «ступеньки». Это не очень красиво, но резаная напольная керамическая плитка смотрится ещё хуже. При габаритном кафеле и маленьком помещении такой фокус не проходит – «ступени» получаются слишком заметными.

Стяжка с уклоном по маякам.

Укладка плитки на клей

Банная облицовка, за исключением моментов, о которых уже сказали, ничем не отличается от обычной. Стяжка с уклоном уже готова, соблюдайте заданную плоскость. Ещё один нюанс: плитка для бани требует влагостойкого клея. Учитывая необходимость в плотной, непористой керамике, смесь должна быть ещё и с хорошей адгезией. Рынок насыщен составами с подходящими параметрами, внимательно изучайте описание на упаковках.

Затирка швов

Как и клей, фуга должна обладать водоотталкивающими свойствами. Лучшая в этом отношении эпоксидная двухкомпонентная затирка. Но и замазки на цементной основе рекомендуем, если в них добавлены соответствующие компоненты. Эпоксидная фуга сложней в использовании, но и эксплуатационные возможности её впечатляют.

В опасных зонах на пол нужно постелить деревянный трап. Зимой по нему будет не холодно ходить босиком.

Из сказанного видно, что плитка для бани не требует сверхсложного подхода, процесс выбора материалов и укладки всего лишь разбавлен некоторыми нюансами. Обращайте внимание на прочность и влагостойкость кафеля, стабильность основания, наличие гидробарьера и уклона. И ещё. Приятно ходить по тёплому полу, поэтому многие дополнительно устраивают его подогрев: электрический или водяной.

Последовав их примеру, озаботьтесь устройством ещё одного слоя гидроизоляции поверх стяжки. Кроме этого, памятуя об озвученных требованиях к клею, выбирайте термостойкую смесь. Неэластичный состав под воздействием высокой температуры, не выдержит расширения и потрескается.

Плиточный клей ЮНИС: выбор, технические характеристики, расход, инструкция
Затирка Mapei на цементной и эпоксидной основе: описание, технические характеристики, расчет и применение
Расчёт плитки для ванной без специальных программ: онлайн калькулятор и инструкция

Какие грунты считаются пучинистыми, а какие нет

Пучинистые грунты доставляют множество проблем строителям. В зимний период они способны сильно увеличиваться в объеме, оказывая повышенное давление на фундаменты здания. Строение при этом неравномерно поднимается из земли, на стенах появляются серьезные трещины. Перед тем как бороться с явлением, необходимо понять, что это такое.

Пучинистые и непучинистые основания

Сложным вопросом при самостоятельном строительстве становится определение, какие грунты имеются: пучинистые или непучинистые. Согласно ГОСТ 25100-2011 все основания делятся на пять групп по степени морозной пучинистости:

чрезмерно пучинистые;
сильнопучинистые;
среднепучинистые;
слабопучинистые;
непучинистые.

Последнюю группу можно назвать условной. Таких типов грунтов, в которых никогда не возникнет сил морозного пучения, практически нет. К категории безопасных оснований относятся только крупнообломочные породы и гранит, залегания которых на поверхности встречаются крайне редко.

Читайте также:

Себестоимость лего кирпича

Тип почвы не так сильно влияет на вероятность появления сил морозного пучения. Фактором возникновения этого явления является не грунт, а влага и отрицательные температуры. При соблюдении определенных условий, негативные явления могут возникнуть практически на любом участке.

На склонность грунта к появлению пучения влияют такие свойства как:

капиллярная активность;
способность к фильтрации.

По этим показателям самыми опасными типами почвы становятся глинистые. Сюда относят глину, суглинок и супесь. Эти почвы плохо фильтруют воду, задерживают ее и не пропускают в более глубокие слои. Жидкость остается в опасной близости от фундаментов.

В тоже время глины отличаются высокой капиллярной активностью. Для сравнения, песчаные виды грунтов способны подтягивать воду примерно на 30 см. Свойство актуально при выпадении осадков или таянии снега. Влага распространяется лишь на 30 см от источника. В этом случае от морозного пучения фундаменты защищает отмостка стандартной метровой ширины. Глина же может подтягивать влагу на расстояние 1,5 м, для защиты от атмосферной влаги потребуется соорудить очень широкую отмостку для предотвращения повреждений.

При высоком уровне грунтовых вод даже условно непучинистые виды грунта (крупные и средние пески) могут привести к проблемам. Опасность возникновения морозного пучения в песках может появляться и при воздействии других факторов (например дом расположен на участке с уклоном, даже небольшим).

Чем опасно морозное пучение

Совместное воздействие на грунт влаги и низких температур приводит к увеличению его объема. Для любого здания особую опасность представляют неравномерные деформации, которые характерны для морозного пучения. Это вызвано тем, что грунт под наружными стенами нагревается от здания слабо, а в середине дома температура выше ноля.

Трещина возникшая из-за пучения.

Наружные стены, а особенно углы, способны подниматься относительно начальной отметки на 15 см. При этом деформаций под внутренними стенами не происходит или они малы. Неравномерное поднятие приводит к появлению в стенах наклонных трещин.

Также морозное пучение оказывает негативное воздействие на боковую поверхность фундамента.

Способы борьбы

Чтобы пучинистые грунты не вызвали проблем при эксплуатации, необходимо бороться с причинами морозного пучения глин и других типов почв еще на этапе строительства фундаментов. Методы борьбы зависят от масштаба проблемы и вида опорной части дома. Чаще всего мероприятия предусматриваются в комплексе.

Заглубленные фундаменты

Каждый строитель знает, что для эффективной борьбы с морозным пучением необходимо закладывать опоры здания ниже глубины промерзания грунта. Эта величина находится по специальным таблицам и картам или рассчитывается по формуле из СП «Основания зданий и сооружений». Но принятия таких мер не всегда бывает достаточно. При глубоком заложении удается избежать воздействий на подошву фундамента, но остаются касательные силы, действующие на его боковую поверхность. Их можно разложить на:

вертикальные, которые в некоторых случаях способны приподнимать конструкции;
горизонтальные, изгибающие фундаменты.

Силы морозного пучения в зависимости от глубины заложения.

Методы борьбы зависят от типа строения и фундаментов. Для массивных зданий с опорной частью глубокого заложения можно порекомендовать одно или несколько из следующих мероприятий:

обмазочная гидроизоляция, которая не только защищает материал фундаментов от намокания, но и ухудшает сцепление грунта с ними (не дает приподнимать конструкции);
утепление выполняется с той же целью, часто применяется экструдированный пенополистирол, который берет на себя и функцию защиты от влаги;
дренаж и засыпка пазух крупным или средним песком позволяют увести влагу от здания;
утепленная отмостка препятствует промерзанию почвы в непосредственной близости от дома, а значит, устраняет один из факторов, необходимых для появления пучения;
грамотный расчет и исполнение армирования позволит элементам противостоять горизонтальным воздействиям.

Совет! Для пучинистых грунтов не рекомендуется применять бетонную или асфальтную отмостку. Лучше выбрать виды, более устойчивые к деформациям.

Если здание выполнено из легких материалов или имеет всего один этаж, рекомендуется применять фундаменты по технологии ТИСЭ. Такие опорные элементы представляют собой сваи, уширяющиеся к низу. Благодаря увеличению сечения, выдернуть элемент из почвы становится практически невозможно.

Чтобы уберечь такой тип фундамента от горизонтальных воздействий, придется продумать следующие моменты:

грамотный расчет рабочего армирования сваи;
жесткое сцепление сваи с ростверком с помощью арматуры;
расчет ростверка на повышенное давление грунта на боковую поверхность.

При большой глубине промерзания устройство заглубленного фундамента с утеплением, гидроизоляцией, дренажом и теплой отмосткой экономически не выгодно. Проще будет построить опоры мелкого заложения. Обоснованным заглубление станет только при:

необходимости устройства подвала или цокольного этажа;
плохих показателях прочности грунта ближе к поверхности.

Фундаменты мелкого заложения

Такие конструкции имеют несколько преимуществ. Они снижают затраты на строительство фундаментов, уменьшают сроки выполнения работ. Мелко заглубленные фундаменты могут быть использованы при достаточно высоком уровне грунтовых вод (не менее 1,5 м).

Действие утепленной отмостки.

Защитить такие виды опорных элементов здания помогут следующие мероприятия, использованные в комплексе:

Утепленная отмостка. Такая конструкция позволит уменьшить глубину промерзания основания. Точная отметка для безопасного заложения подошвы зависит от климата, толщины утеплителя и ширины отмостки. В большинстве случаев можно посоветовать использовать защитную полосу шириной 1м с утеплителем толщиной 5-10 см. Глубина заложения фундамента при этом будет равняться 0,7 — 1 м.
Утепление вертикальной части фундамента. Если забыть о теплоизоляции цоколя, фундамент дома станет отличным проводником холода под собственную подошву. Для работ рекомендуется использовать экструдированный пенополистирол (пеноплекс). Он закрепляется на всю высоту опорной части дома: от подошвы до цоколя. Толщина утепления выше отмостки в среднем равняется 100 мм, а ниже можно использовать пеноплекс толщиной 50 мм. Дополнительно материал защищает фундаменты от воздействия влаги, увеличивая их срок службы.
Дренаж. Система позволяет устранить второй фактор возникновения морозного пучения: влагу. Чтобы дренаж работал эффективно, необходимо его грамотно расположить. Трубу укладывают рядом с пятном застройки, но не под ним. Дренаж должен находиться ниже промерзания или в том месте, где оно не происходит (в пределах действия утепленной отмостки). Если уложить трубы в промерзающем грунте, их может разорвать зимой. Также потребуется соблюдать рекомендуемые уклоны дренажных труб, которые зависят от диаметра сечения.

Расположение дренажной трубы.

Если нет возможности устройства дренажа (высокая сложность работ, некуда его вывести и т.д.) можно обойтись только отмосткой. В этом случае защитную полосу по периметру здания делают большой ширины. Она должна полностью предотвратить доступ атмосферной влаги к фундаментам. Для глин ширина должна быть больше 1,5 м. Благоустройство вокруг здания делается так, чтобы уклон участка был в направлении от дома.

Метод применим при одновременном соблюдении следующих условий:

хорошие прочностные характеристики основания под слоем чернозема;
низкая природная влажность грунта;
глубокое залегание подземных вод;
отсутствие на участке уклонов в сторону здания.

При грамотном подборе типа фундамента и своевременном принятии мер по борьбе с морозным пучением можно избежать серьезных проблем при эксплуатации дома. Внимательный подход к вопросу позволит найти эффективный вариант, требующий наименьших трудовых и финансовых затрат.

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.

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Что такое пучинистые грунты

Обзорная статья о морозном пучении грунтов

Введение
Классификация грунтов по степени пучинистости
Определяем пучинистый грунт или нет
Физика процесса
Глубина и скорость промерзания грунта
Чем опасно морозное пучение грунтов
Основные меры в борьбе с пучением
Заключение
Связанные статьи

1. Введение

Пучинистый грунт: Дисперсный грунт (то есть состоящий из отдельных мелких частиц), который при переходе из талого состояния в мерзлое увеличивается в объеме вследствие образования льда (ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация).

Температура начала замерзания для разных грунтов различна, и обычно находится в пределах от 0 до -1,5 °C, а у засоленных грунтов она значительно ниже – до минус 21 °C

Процесс промерзании зимой таких грунтов сопровождается вертикальным подъемом поверхности грунта относительно ее положения летом, причем поднятие поверхности часто происходит неравномерно. Это сопровождается развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты зданий и сооружений. После оттаивания весной такие грунты постепенно уменьшаются в объеме и поверхность грунта возвращается в прежнее положение (оседание).

Бывают и более серьезные явления, связанные с морозным пучением, такие как например бугры пучения, достигающие огромных размеров. Но они чаще всего характерны для районов распространения многолетней мерзлоты и для болот северных широт.

Бугры пучения

Для различных грунтов деформации пучения не одинаковы и зависят от степени его влажности перед замерзанием, уровня грунтовых вод, количества и размера пылеватых частиц в составе грунта, глубины промерзания. Максимальный общий подъем поверхности достигается к концу зимы (в этот период глубина промерзания максимальна) и может составлять до 40 см (!), а в некоторых случаях и более.

2. Классификация грунтов по степени пучинистости

Классификация грунтов по степени пучинистости встречается в нормативной литературе на проектирование фундаментов, в ГОСТ на грунты и в другой специальной литературе. В разных источниках классификация немного отличается, но суть везде одинакова. В таблице приведена классификация на основе объединения данных из ГОСТ 25100-2011, ГОСТ 25100-95, СП 22.13330.2016 и других источников:

Классификация грунтов по пучинистости согласно ГОСТ и СП

Разновидность грунта по степени пучинистости	Степень пучинистости ɛ_fh , % (относительная деформация пучения)	Характеристика и описание грунтов данной разновидности
Непучинистый	0,5, · Пески мелкие и пылеватые при Sr>0,95
Чрезмерно пучинистый	>10

* — сведения из ГОСТ 25100-95 табл. Б.27, (в том же ГОСТ 25100, но обновленном в 2011 году этой информации уже нет.)

Здесь: Sr – степень влажности — отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха); JL — показатель текучести грунта (определяется только для глинистых грунтов и показывает насколько грунт «разжижен» от проникшей в него влаги)

Степень морозной пучинистости ɛfh определяет на сколько при замерзании образец грунта увеличивается по высоте. Например, при промерзании слоя грунта толщиной 1,0 м с показателем ɛfh равным 7% грунт увеличится по высоте на 7 см.

При этом «непучинистый» грунт все равно, как правило, будет увеличиваться в объеме, но на незначительную величину – менее 1%.

Так же существует таблица которая определяет степень пучинистости грунта в зависимости от положение уровня грунтовых вод относительно расчетной глубины промерзания грунта z (из «Руководства по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова):

Уровень грунтовых вод должен приниматься с учетом прогноза его изменения согласно требованиям норм проектирования.

3. Определяем пучинистый грунт или нет

К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым и мелкопесчаным заполнителем более 10%, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня (см. таблицу выше).

Для восприятия такая проще формулировка:

К гарантировано НЕпучинистым относятся только:

пески средней крупности, крупные и гравелистые;
щебенистые и крупнообломочные грунты с глинистым или мелкопесчаным заполнителем менее 10% (заполняет пустоты между камнями);
скальные грунты (вода не проникает в них в достаточном количестве из-за отсутствия сообщающихся пор, и они имеют высокую плотность и прочность)

Если у Вас такие грунты основания, то можно смело забыть о морозном пучении

Для всех остальных грунтов (супеси, суглинки, глины, мелкие и пылеватые пески, а также щебенистые и крупнообломочные грунты с заполнителем более 10%) справедливо утверждение – они могут быть как пучинистыми, так и непучинистыми и зависит это от:

количества воды в грунте (влажности) – любой грунт в абсолютно сухом состоянии не проявит вообще никаких пучинистых свойств при промерзании (правда в природе бывают исключения), а вот при увлажнении глинистые грунты будут обладать неприятным свойством, о котором мы говорим. То есть один и тот же грунт может превратиться из непучинистого в средне-, сильно- и даже чрезмерно пучинистый если его как следует увлажнить (подъем грунтовых вод, протечка водопроводной сети и др. причины). Чем выше влажность, тем сильнее проявится пучение.

При проектировании фундаментов на основаниях, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности. (СП 22.13330.2016 п. 6.8.2).

гранулометрического состава грунта – степень пучинистости увеличивается в основном с ростом количества (% по массе) частиц размером от 0,05 до 0,005 мм. Более крупные и, что интересно, более мелкие частицы оказывают на показатель пучинистости влияние в меньшей степени.
Наличия и близости уровня грунтовых вод и соответственно возможности поступления в промерзающий грунт влаги по капиллярам.

Как отличить по визуальным и косвенным признакам супесь от песка и глины и вообще определить тип грунта см. в отдельной статье.

4. Физика процесса

Почему песок не увеличивается в объеме даже в водонасыщенном состоянии? Почему разные грунты имеют разный показатель пучинистости?

Суть процесса морозного пучения достаточно сложна и многообразна. Многим известно, что при замерзании определенного объема воды получается лед, занимающий больший объем и имеющий меньшую плотность (917 кг/м3). Увеличение объема при этом составляет примерно 9 %. Но морозное пучение грунтов связано не только с этим свойством воды.

При замерзании даже всей поровой воды в грунте увеличение его объема не превышает 3…4% (в закрытой система). В то же время в природном залегании объем грунта при его промерзании увеличивается на 10—50 и даже 100%. Пучение грунта достигает таких показателей вследствие кристаллизации в порах грунта воды и поступления дополнительной влаги по капиллярам (миграции) к фронту промерзания из еще не промерзших нижележащих слоев (открытая система). Это сопровождается резким увеличением влажности грунта с образованием в нем льда в виде линз, прослоек, кристаллов и др. структур.

Песчаные грунты с достаточно крупными частицами не позволяют влаге мигрировать при промерзании из-за отсутствия узких капилляров и малой поверхности смачивания, а наоборот создают условия для «отжатия» влаги в сторону еще не промерзших слоев, поэтому увеличение объема при промерзании в них практически отсутствует даже при полном водонасыщении. Очень мелкие частицы размером менее 0,005 мм так же затрудняют процесс миграции влаги и снижают пучинистость

Таким образом влияние оказывает не только первоначальная влажность и гранулометрический состав грунта, но и его пористость, способность пропускать капиллярную воду, количество связанной воды, химический состав и ряд других факторов.

Детально физика процесса рассмотрена в отдельной статье.

5. Глубина и скорость промерзания грунта

Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость промерзания.

Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации, от смен холодной погоды на оттепели.

В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и может в зависимости от региона и условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м.

Подробно вопросы влияния глубины и скорости промерзания на основания и фундаменты и методы расчета этих параметров приведены в отдельной статье.

6. Чем опасно морозное пучение грунтов

К сожалению многие, даже опытные строители, недооценивают опасность морозного пучения из-за того что его влияние проявляется не сразу, растянуто во времени и слишком сложно предсказуемо. А зря… Ведь именно непредсказуемость морозного пучения делает его учет при проектировании и строительстве обязательным.

Сложность процесса пучения и неоднородность грунтов основания вызывают неравномерный подъем поверхности при промерзании. Воздействие морозного пучения на фундаменты как правило вызывает очень серьезные негативные последствия:

Трещина в фундаменте под воздействием морозного пучения (весна). Выпучило трубу ограды, фундамент поднят на 7-9 см над землей, после оттаивания летом — не опускается

В малозаглубленных и поверхностных фундаментах, подверженных лобовым силам морозного пучения возникают:

— недопустимые крены и изгибающие усилия в ленточных и плитных фундаментах, вызывающие их повреждение, крены элементов надземной части здания, растрескивание стен (для стен из жестких каменных материалов) и др.;

— разность вертикальных деформаций и недопустимые крены для отдельных столбчатых фундаментов, вызывающие повреждение надземной части здания, изменение геометрии дверных и оконных проемов и др.;

Трещина в ленточном фундаменте от воздействий морозного пучения

В свайных и ленточных/столбчатых фундаментах с глубиной заложения больше глубины промерзания возникают:

— подъем свайных фундаментов вместе с поверхностью грунта под воздействием касательных сил морозного пучения. Это явление имеет склонность накапливаться, т.к. фундаменты после оттаивания грунта опускаются в исходное положение не полностью, или вообще не опускаются, а в следующий зимний сезон все снова повторяется.

— возникают очень большие растягивающие усилия между выпучиваемой частью фундамента и нижней частью, находящейся в непромерзающих слоях и удерживающей конструкцию от выпучивания (может привести к разрыву конструкции).

Опасность морозного пучения заключена в неравномерности поднятия поверхности грунта и в накоплении эффекта выпучивания (для заглубленных фундаментов) с каждым годом. При морозном пучении возникают огромные усилия, сдержать которые или очень сложно, или невозможно

В этом видеоролике интересный пример воздействия морозного пучения на деревянный дом:

7. Основные меры в борьбе с пучением

Первое что требуется в деле борьбы с морозным пучением — правильный выбор глубины заложения фундаментов для исключения воздействия лобовых сил морозного пучения, т.к. эти силы имеют огромные значения и бороться с ними очень тяжело. Для этого необходимо чтобы подошва фундамента находилась ниже глубины промерзания.

Иногда в малоэтажном строительстве имеет смысл делать незаглубленные или малозаглубленные фундаменты, заранее полагая что они будут подвержены пучению, и рассчитывать их на восприятие соответствующих усилий. Этот подход неоднозначный и применим далеко не всегда. Отдельно читайте о малозаглубленных фундаментах в статье.

После исключения лобовых сил, необходимо справиться с оставшимися касательными силами пучения. Мероприятия по борьбе с касательными силами пучения в основном сводятся к следующему списку:

Применение покрытий боковой поверхности свай и столбчатых фундаментов (окраска, обмазка, оболочки), снижающих силы смерзания с грунтом в пределах промерзающего слоя;
Применение винтовых свай и свай с уширением в нижней части (сваи РИТ, буронабивные сваи с камуфлетной пятой и др.), грибовидных фундаментов и фундаментов с развитой подошвой для создания большого сопротивления выдергиванию;
Увеличение длины сваи из расчета на морозное пучение (так чтобы сила, удерживающая сваю от выпучивания, была больше силы морозного пучения);
Засыпка пазух котлованов непучинистым грунтом (песком, ПГС).
Создание обратного уклона граней фундамента в пределах промерзающей толщи.

Вспомогательные меры для увеличения эффективности решений:

— Исключение переувлажнения грунтов за счет применения поверхностного стока и дренажных систем;

— Исключение или уменьшение глубины промерзания грунтов за счет утепления поверхности;

— Введение в грунт веществ, снижающих температуру замерзания грунта (засаливание, пропитка нефтепродуктами) – наносит урон экологии поэтому редко применяется.

Конкретные меры по борьбе с морозным пучением для разных типов фундаментов детально рассматриваются в отдельной статье.

8. Заключение

В заключение отметим что:

достоверно определить степень пучинистости можно только при испытаниях в лаборатории, и такие испытания проводят очень редко даже при инженерно-геологических изысканиях для крупных объектов – чаще принимают по табличным данным на основании косвенных признаков: консистенции, влажности и др., и вот почему:
если образец грунта, отобранный на площадке строительства, оказался слабо- или непучинистым то это не гарантирует что он таким и останется на протяжении всего срока службы сооружения. Как уже говорилось выше возможно увлажнение грунта по разным причинам (в том числе и обильные осенние дожди) и, соответственно, переход его в разряд пучинистых.

Подводя итоги можно утверждать, что все грунты следует потенциально считать пучинистыми за исключением нескольких случаев:

1) в основании сооружения залегают пески крупные или средней крупности, щебенистые или крупнообломочные грунты с заполнителем до 10% по массе.

2) в основании сооружения залегают скальные грунты.

3) Грунты находятся в сухом состоянии и нет опасности их замачивания (грунтовые воды отсутствуют или находятся на большой глубине (на 3,5 м и более ниже глубины промерзания при максимально высоком уровне грунтовой воды), есть все условия для стока поверхностных вод и эти условия не изменятся в будущем, поблизости нет водонесущих коммуникаций и они никогда не появятся.

Пункт 3 в большинстве случав следует подвергать сомнению в долгосрочной перспективе, т.к. нельзя сказать наверняка что будет через 5, 10 или 20 лет.

Таким образом если грунт не является гарантированно непучинистым, то следует всегда предусматривать мероприятия по предотвращению воздействия на фундамент морозного пучения

И помните — если фундамент не выдерживает все нагрузки и воздействия на него, то после завершения строительства, как правило, уже ничего не исправить. И сэкономленные на фундаменте деньги обернутся грандиозными затратами…

Свойства пучинистых грунтов и их классификация

Типы
Классификация
Правила борьбы
Видео
Заключение по теме

Пучинистые грунты — проблема номер один для строителей. Зимой, когда приходят холода, они увеличиваются в размерах, сжимая фундаменты и приподнимая их. Вследствие чего, на конструкции последних появляются трещины. Борются с этим явления по — разному, но чтобы начать борьбу, нужно понять, что это такое.

Что такое пучинистый и не пучинистый грунт — вопрос, ответ на который можно дать, если понимать, за счет чего внутри почвы происходят такие процессы. Все дело в том, что распирание (пучение) происходит за счет замерзших внутри почвы капель воды. А значит, она должна эти капли в себе задерживать.

Поэтому основные свойства грунта, которые приводят к пучению, это капиллярная активность и способность фильтровать воду. Если почва рыхлая, к примеру, с большим содержанием песка, то вода через нее легко проходит в нижние водные горизонты, не задерживаясь. Такие грунты не относятся к категории пучинистых.

А вот те типы почв, в которых вода задерживается, относятся к категории «пучащие». Это глина, суглинок и супеси. Но тут есть момент, связанный с капиллярной активность. У песчаных типов она ниже, потому что песок втягивает в себя атмосферные осадки на глубину 30 — 40 см. При этом глиняные типы постепенно всасывают влагу на глубину до 1,5 м. Поэтому в первом случае можно обойтись отмостками вокруг фундамента с шириною 1 м, во втором величину придется увеличить до 1,5 — 2,0 м. Это к вопросу, как бороться с пучинистостью.

При высоком уровне расположения грунтовых вод, даже непучинистые почвы могут дать расширение. Поэтому к вспучиванию грунта надо относиться с точки зрения наличия или отсутствие факторов, которые приводят к такому свойству земли. Сюда же можно добавить и расположение дома. Если он возводится на участке с уклоном, то велика вероятность, что такой рельеф приведет к пучению некоторых отрезков, особенно расположенных внизу.

Не забываем и о регионе, где строится дом. Если это юг, где уровень промерзания почвы невелик, то можно о пучении не говорить. Даже глиняные основы, покрытые стандартной отмосткой, легко противостоят низким температурам зимой. На севере это выражается ярче. В некоторых северных регионах земля промерзает до 2 — 2,5 м, а значит, пучение грунта имеет место быть в независимости от типа почвы.

Классификация

Классификация грунтов по типу вспучивания делит виды на несколько подгрупп. К пучинистым относятся:

Чрезмерно или очень пучинистые.
Сильно пучинистые.
Средней степени.
Слабой степени.

И отдельно стоят непучинистые грунты.

Последнее определение можно назвать чисто условным, потому что нет такой земли, которая бы не промерзала и не взбухала. Все зависит от влажности почвы и от температуры ее охлаждения. Конечно, можно сказать, что чисто каменный грунт вспучиваться не будет. Но такая разновидность встречается в местах проживания людей крайне редко. Обычно это горы.

То есть, получается так, что тип земли не сильно влияет на морозное пучение. Главными причинами выступают влажность почвы и температура воздуха. Поэтому вопрос, как определить, какие грунты пучинистые, а какие нет, ставится неправильно. Все они в какой-то степени могут вспучиваться.

Правила борьбы

Самый простой способ борьбы с пучением грунта — залить фундаментную конструкцию ниже глубины промерзания земли. Так как грунт давит на фундамент со всех сторон, то самое опасное давление — это вертикальное. Чтобы его избежать, надо залить конструкцию так, чтобы снизу на нее ничто не давило. А так как заглубленный фундамент заливается ниже уровня промерзания, соответственно в нижней его части морозное пучение грунтов отсутствует. Соответственно конструкция не будет приподниматься.

Есть и другие способы борьбы:

Гидроизоляция. Она не только защищает фундамент от негативного воздействия влаги, но и создает между грунтом и бетонной конструкцией промежуточный слой, который ухудшает сцепление. В этом случае грунт будет частично скользить по поверхности фундамента, а значит, снизится и давление на него.
Теплоизоляция. Это все тот же промежуточный слой.
Дренаж. Эффективный способ понизить уровень пролегания грунтовых вод, что снизит концентрацию влаги внутри грунта на глубине заливки фундаментной конструкции.
Отмостки. Здесь не только надо выдерживать их ширину, но и попробовать провести утепление. К примеру, засыпать под бетонный раствор слой керамзита толщиною не меньше 15 — 20 см. Отмостки выполняют функции отвода атмосферных осадков, утеплитель будет сдерживать проникновение низких температур.

На фундамент в процессе пучения действуют и горизонтальные нагрузки, которые создают давление на изгиб. Опасный фактор, который, если неправильно провести строительные операции, разорвет конструкцию. Избежать данной неприятности помогает армирующий каркас из металлической арматуры. Здесь важно провести точный расчет, учитывая размеры металлического профиля и габариты самого каркаса.

Проще, если под дом заливается мелкозаглубленный фундамент, который сооружается выше уровня промерзания грунта. Для его защиты от пучения надо всего лишь заложить отмостки с утеплением и провести теплоизоляцию цоколя. При высоком уровне грунтовых вод проводится и дренаж. Если здание сооружается в северных регионах, то фундамент надо утеплять весь: от подошвы до верхнего края цоколя.

Видео

Заключение по теме

В любом случае пучение грунта — это именно давление. Поэтому к его ослаблению надо подходить комплексно. То есть, сооружать отмостки, укладывать армирующий каркас в опалубку фундамента перед заливкой бетонного раствора, проводить мероприятия по гидро — и теплоизоляции, собирать дренажную систему отвода атмосферных осадков в первую очередь, а во вторую понижать уровень грунтовых вод.

Относиться к этому свойству земли можно по — разному, но пренебрегать им нельзя ни в коем случае. Упустили что — то, получите трещины по всей конструкции фундамента, что ослабит основу здания.

Как определить, пучинистый грунт или нет

Почва вспучивается, если жидкость в ней замерзает. Лед отличается меньшей плотностью, чем вода, и стремится занять больший объем. Расширение приводит к сдвигам частиц грунта и вздутию земельных слоев. Пучинистые грунты содержат большое количество влаги, поэтому возведение фундаментов в таких слоях становится рискованным, если не принять меры.

Особенности пучинистых грунтов
Как определить тип почвы
Классификация грунтов по типу вспучивания
Способы борьбы с пучением грунта
Как обезопасить фундамент постройки

Особенности пучинистых грунтов

Пучинистый грунт расширяется при замерзании

Морозное пучение — это деформация влагонасыщенных почв внутри объема. Криогенное вздутие нескальных грунтов происходит из-за кристаллизации капель и разуплотнения органических компонентов. Ледяные вкрапления в нескальных породах получают форму поликристаллов, прослойков, линз. Пылевато-глинистые слои набухают от подъема влаги из ниже лежащих пластов к области промерзания.

если влага распределяется равномерно по вертикали почвы, пучение проявляется на уровне 3%;
движение потоков или неравномерное промерзание ведет к увеличению набухания до 10-25%.

Конструкции фундаментов поднимаются от вздутия грунта, но весной при оттаивании не могут осаживаться вместе с землей в обратном направлении, возникает эффект выпучивания опор (столбов, монолитных и сборных лент). В торфяниках возникают долговременные бугры вспучивания, которые образовываются разными способами.

При зимней оттепели мигрируют водяные потоки, которые впоследствии замерзают. Такое явление повторяется многократно и ведет к появлению объемных ледяных шаров. Бугры растут со скоростью до 10 – 20 см за год. Рыхлые грунты зимой смерзаются с телом вкопанного фундамента, а весной поднимают его. Полость под опорой наполняется жидкостью или разжиженным грунтом. Процесс повторяется несколько лет и ведет к обрушению дома.

К непучинистой категории относят обломочные породы и скальные почвы. Осколочные фрагменты получаются при разрушении горношахтных пород, в группу попадает щебень, гравий и другие материалы с крупными зернами в составе. Сюда же относят пески средней и крупной фракции.

Увеличение структурных частиц ведет к уменьшению степени пучения. Фундаменты в таких слоях заглубляют независимо от отметки промерзания и уровня стояния почвенной жидкости.

Как определить тип почвы

Измеритель степени пучинистости грунта

Полевые изыскания грунта включают инструментальные исследования и наблюдения за поведением закрепленных глубинных маркеров (реперов). Применяют приборы (пучиномеры), которые содержат в конструкции термоизоляционный контейнер для почвы с образцом опоры и датчики измерения сдвига.

Склонность земельного слоя к вздутию называют степенью морозной пучинистости. Ее находят по формуле F = (R – r) / r, где:

F — степень пучения;
R — высота набухшего слоя;
r — высота образца до замерзания.

К пучинистым относят почвы, показатели которых больше 0,01, такие породы увеличивают объем больше чем на 1 см при глубине промерзания 1 м.

Оценка заключается в исследовании опытного фундамента с анкерными элементами для противодействия пучению. Измерительный прибор имеет пружинистый элемент, деформации которого показывают уровень вздутия. Линейные размеры сдвига фиксируют датчики и детекторы.

Есть методы определения степени пучинистости без нарушения целостности образцов под действием сил деформации. Информативные датчики не вводят в землю, приборы не контактируют со слоем почвы.

К таким исследованиям относят:

гаммаскопию;
ультразвуковой рентген;
лазерный способ.

Такие приборы фиксируют сдвиги и перемещения минеральных частиц при деформации на расстоянии, но для считывания и работы с показателями требуются специальные технические знания и умения.

При возведении частного дома заказывают лабораторное изучение образца земельного слоя на участке. Анализ занимает некоторое время, но в результате выдается официальное заключение и сертификат о составе и свойствах грунта в месте строительства.

Есть грубая оценка, которая по гранулометрическому строению заведомо определит непучинистый грунт. Среднее тестирование проводят по формулам. Точный результат получают по итогам полевого изыскания или лабораторного исследования.

Классификация грунтов по типу вспучивания

Степень пучинистости грунтов

Зимой вспучивание имеет такую мощность, что поднимает опорное основание вместе со зданием, при этом весной приподнятое строение не возвращается в привычное положение. Плотность ледяного вкрапления составляет 916 кг/м3, аналогичный показатель воды — 1000 кг/м3. Это говорит о том, что объем льда больше кубатуры воды на 9%, поэтому создается дополнительная нагрузка на структуру земляного слоя. Грунт движется под действием силы давления, но не может сдвинуть глубоко лежащие пласты, а поднимает верхнюю часть вместе с постройкой.

Классификация пучинистых грунтов:

непучинистые;
слабопучинистые;
среднепучинистые;
сильнопучинистые.

Перечень основывается на размере показателей текучести и коэффициента содержания влаги. Слаботекушие имеют предел текучести 0 – 0,25, коэффициент содержания воды — 0,6 – 0,8. В категорию попадают крупнообломочные породы с песчаным наполнителем, которого должно быть не больше 30% от массы.

К среднепучинистой группе относят глины, супеси со значением текучести 0,25 – 0,5, пылеватый и мелкий песок — текучесть 0,8 – 0,93 и обломки пород, в которых есть больше 30% песчаного заполнителя. Сильнопучинистые представлены грунтами с текучестью глины свыше 0,5, степенью пучинистости больше 0,07 и влагонасыщенными песками с коэффициентом воды свыше 0,95.

Мороз вспучивает больше всего глины, которые увеличивают объем до 15%. Пески, особенно скальных и каменистых пород, практически не вздуваются при заморозках. Разница состоит в том, что глина удерживает воду внутри структуры, а песок пропускает ее между мелкими частицами.

Склонность к вздутию зависит от химического и минерального состава. Каолинитовые породы менее подвижные, чем монториллонитовые почвы. Грунты с большим содержанием калия являются хорошим основанием под фундаменты.

Способы борьбы с пучением грунта

Сила пучения действует на подошву фундамента и его стенки (нормальная и касательная составляющие). Если увеличивают глубину заложения, первое значение снижается, но второй показатель повышается, т.к. становится больше боковая площадь опоры. Касательное пучение достигает силы 5 – 7 т/м². Этого показателя хватает, чтобы выдавить глубокий фундамент с домом из газо- или пенобетона.

Методы снижения влажности почвы, которые сохранят стабильность грунта и предупредят плохие последствия:

укладка дренажных коллекторов для отвода земельной влаги;
вертикальное планирование с уклоном стен не меньше 5% для ухода воды с поверхности;
уменьшение отметки залегания опор заменой нестабильного основания прочным грунтом;
устройство водостойких отмосток по периметру строения;
регулярные мероприятия по снижению воды;
уплотнение земли для обратной отсыпки фундаментных пазух;
устранение угроз прорыва водопровода и канализации;
удаленность фундамента от колодцев, водоемом, моечных станций, коммуникаций.

Имеет значение обезвоживание почвы в результате установки дренажной системы. Участок осушается при устройстве песчаной подушки и установке перфорированных труб. Дренаж устраивают по периметру, а недалеко от котлована (0,5 м) копают яму глубиной по отметке заложения. В канаву выводят изолированную трубу с уклоном и присыпают крупным гравием или песком.

Гладкая поверхность рубероида под подошвой фундамента сгладит вертикальное поднятие и вызовет эффект скольжения. Такое же действие оказывает сглаживание поверхности почвы под пятой фундамента. Нестабильную почву меняют прочным грунтом, например, гравелистым песком крупной фракции. Котлован роют ниже отметки промерзания, пучинистую землю убирают, а вместо нее насыпают и утрамбовывают новый слой. Это действенный метод, но он предполагает большую кубатуру земельных работ.

Как обезопасить фундамент постройки

Глубина заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта

Фундамент закладывают ниже отметки промерзания — так на основание не подействует давление от пучения. Что касается боковой поверхности, то частицы почвы будут примерзать к опоре и поднимать фундамент при вздутии. Поэтому глубокая закладка применяется только для тяжелых строений с железобетонными перекрытиями и со стенами из кирпича, бетона.

Утепление почвы используют как метод снижения влияния грунта при строительстве мелкозаглубленных опор под дом из легких материалов. Замерзание земли исключается, и влага не вспучивает почву. На землю укладывают утеплительный слой, ширина ленты соответствует высоте промерзания. Толщину изоляции принимают по расчету в зависимости от свойств материала и климата в регионе.

Фундамент защищают введением специальных добавок, например, делают засаливание почвы. Это временное воздействие используется в период возведения дома. Используют калия хлорид или технический хлорид натрия из расчета 30 кг на кубометр земли. Перемешивается с грунтом для обратной засыпки и вводится в пространство вокруг основания дома. Делается на глубине от 0,5 до 1,0 метра.

Землю пропитывают раствором на основе нефти. Делают два слоя на границе с боковой поверхностью фундамента при обратной отсыпке пазух. В состав входит битум, окись кальция, анионные активные компоненты, вода. Количество раствора принимают на уровне 5 – 10% от массы почвы. Используют полимерные модификаторы для смешивания с землей, которые замедляют обледенение.

Пучинистый грунт

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, – это степень морозной пучинистости, которая определяется, как относительное изменение объема грунта при промерзании:

Где E – степень пучинистости, H – высота мерзлого (вспучившегося) грунта, h – высота грунта до замерзания.

Степень пучинистости показывает, на какую величину изменяется объем грунта при промерзании. Пучинистыми называют грунты, у которых степень пучинистости больше 0,01, т.е. это такой грунт, который при промерзании на глубину 1 м увеличивается в объеме более чем на 1 см.

Какие грунты пучинистые?

Пучение происходит из-за того, что содержащаяся в грунте влага замерзает, а, как известно, лед имеет меньшую плотность, нежели вода, и поэтому занимает больший объем. Увеличение объема воды при замерзании и приводит к пучению, поэтому какие грунты пучинистые, а какие нет, зависит от содержания в них воды: чем ее больше в грунте, тем сильнее он вспучивается. К пучинистым относятся все глинистые грунты: глины, суглинки и супеси. В отличие от песка, глина имеет много пор и хорошо удерживает в себе влагу, вода не просачивается между мельчайшими частицами глины и не уходит в более глубокие слои земли. Поэтому, чем больше содержание глины, тем более пучинистым является грунт.

Строительство фундамента на пучинистом грунте

Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому строительство фундамента на пучинистом грунте нужно вести только с принятием мер против пучения. Самый радикальный путь – это заменить грунт на непучинистый гравелистый или крупный песок. В этом случае роют большой котлован на глубину больше глубины промерзания, убирают пучинистый грунт и вместо него засыпают и хорошо утрамбовывают песок, который является отличным основанием для фундамента, не удерживает в себе влагу и имеет высокую несущую способность. Этот способ, пожалуй, самый надежный, но и самый затратный – он предполагает очень большой объем земельных работ.

Другой способ строительства устойчивого фундамента на пучинистом грунте – это заложение его на глубину ниже глубины промерзания. В этом случае на основание фундамента не будут действовать силы пучения, но на боковую поверхность пучение действовать будет. И хотя это воздействие на порядок меньше, оно способно создать проблемы: пучинистый грунт будет примерзать к боковой поверхности фундамента и при движении вверх/вниз будет тащить его за собой. Касательная сила пучения может достигать 5 тонн на квадратный метр поверхности. Заложенный на глубину 1,5 м ленточный фундамент дома 6 м на 6 м будет иметь суммарную площадь боковой поверхности 36 м2, а общая касательная сила пучения может поднимать до 180 т. Этого будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом, потому что его вес не сможет уравновесить действие пучения. Поэтому заложение фундамента на пучинистом грунте ниже глубины промерзания используется при строительстве тяжелых кирпичных и монолитных железобетонных домов.

Третий способ снизить влияние пучинистого грунта на фундамент – это утепление. Этот вариант больше всего подходит для строительства мелкозаглубленных фундаментов под легкие дома и заключается в том, чтобы избежать замерзания влаги в пучинистом грунте. Укладывая на грунт слой утеплителя, можно добиться того, чтобы грунт вокруг фундамента никогда не промерзал. Ширина полосы утеплителя должна соответствовать глубине промерзания: если земля промерзает на 1,5 м, то утеплять надо вокруг фундамента полосу шириной 1,5 м. Толщина утеплителя зависит от его теплоизоляционных свойств и от климатических условий.

Еще одна мера, которую можно принимать при строительстве фундамента на пучинистом грунте – это отвод воды, ведь если не будет воды, то не будет и пучения. Для отвода воды, содержащейся в грунте, по периметру фундамента устраивают дренажную систему: в полуметре от фундамента роют канаву на глубину его заложения, в нее укладывают завернутую в фильтрующую ткань перфорированную трубу под небольшим уклоном и засыпают ее крупным песком или гравием. Вода, содержащаяся в грунте, будет стекать к дренажной трубе, попадать в нее через отверстия и по ней отводиться в дренажный колодец. Для естественного отвода воды необходимо, чтобы где-то был более низкий участок местности, куда будет отводиться вода. Для отвода воды атмосферных осадков вокруг фундамента нужно делать отмостку и ливневую канализацию.

Читайте так же:

Глубина промерзания грунта
Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.

Уровень грунтовых вод
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.

Силы морозного пучения грунтов
Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.

Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт
На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)

Несущая способность грунтов Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.