Теплоизоляция фундамента как способ избежать морозного пучения | ДОМ ИДЕЙ
Перекосы фундаментов, вызывающие трещины в стенах, которые обычно появляются в весенний период, доставляют владельцам множество неприятностей. Цена устранения подобных дефектов весьма высока.
Решение актуальной проблемы
В практике строительства и эксплуатации зданий довольно часто встречаются случаи повреждения конструкций силами морозного пучения грунта.
Большую часть наших грунтов составляют суглинки и глины. Они способны накапливать в себе воду, которая, замерзая, увеличивается в объеме.
Это влечёт за собой увеличение объема находящегося под фундаментом грунта. В результате возникают неравномерно распределённые по периметру конструкции усилия, выталкивающие фундамент. При оттаивании водонаполненные грунты становятся более пластичными, вызывая проседание фундаментов и, как следствие, перекосы стен подвала, появление трещин и локальных разрушений.
Особенно страдают от этого малозаглублённые фундаменты домов и различных пристроек, наружных лестниц и веранд, а так же отмостка и площадки перед домом. Подобные деформации могут происходить регулярно, из года в год, приводя к полному разрушению конструкций.
Традиционно для предотвращения подобных пучинистых явлений предпринимают дополнительные меры. Эти мероприятия предусматривают устройство под фундаментом песчаной и использование для обратной засыпки непучинистого грунта. Обычно подобную засыпку выполняют шириной м от стен в пределах глубины промерзания, составляющей в наших условиях в среднем 1,8-2 м.
При этом вблизи самой поверхности земли, под отмосткой стараются использовать материал, обладающий некоторой теплоизолирующей способностью, например, шлак. Стоимость подобных мер невысока, но полностью избавиться от проблемы, как правило, не удаётся.
Совсем исключить воздействие сил морозного пучения можно только путем ликвидации самой причины их возникновения, то есть промерзания грунта. Для этого нужно просто теплоизолировать грунт по всему периметру здания.
К подобной теплоизоляции предъявляются повышенные требования. Материал должен быть водонепроницаем, водостоек и достаточно прочен. Для подобных целей идеально подходит экструзионный пенополистирол, выпускаемый в виде строительных плит различной толщины.
С помощью подобной плитной теплоизоляции можно поддерживать положительную температуру грунтов, находящихся в основании здания и тем самым избежать воздействия пучинистых явлений на элементы фундаментов.
Применение экструзионного пенополистирола является предпочтительным из-за высоких прочностных характеристик самого материала, практически нулевого водопоглощения и, как следствие, продолжительной эффективной работе (более 50 лет) в грунтовых условиях.
Технология утепления фундамента и отмостки
Вокруг дома откапывают грунт на глубину 50-60 см. Ширина траншеи должна обеспечить укладку утеплителя. Исходя из того, что глубина промерзания грунта на Урале составляет примерно 1,8-2 м, рекомендуемая ширина полосы утеплителя в зависимости от типа грунта должна быть 1,5-2 м.
На схеме обозначены:
Внешняя стена.
Гидроизоляция.
Облицовка цоколя.
Отмостка.
Фундамент.
Экструзионный утеплитель.
Песчаная подушка
Обратная засыпка.
Первым делом на дно траншеи насыпают слой песка толщиной не менее 20 см, устраивают небольшой уклон песчаной подушки в сторону от фундамента и тщательно утрамбовывают. На песок укладывают плиты экструдированного пенополистирола.
Следует заметить, что помимо способности сохранять высокие теплозащитные характеристики в грунтовой среде, экструдированный пенополистирол является материалом, способным воспринимать достаточно большие нагрузки, даже дорожного покрытия вместе со стоящим на нём автомобилем.
Толщина плит принимается в зависимости от коэффициента теплопроводности утеплителя. Лучше взять с запасом, от 100 мм, укладывая плиты в два слоя.
Уровень потерь тепла через наружные углы значительно превышает теплопотери через прямолинейные поверхности, поэтому в зоне углов на расстоянии 1,5-2 м от угла укладывают утеплитель толщиной в 1,5 раза большей, чем по периметру.
Сверху утеплитель засыпают слоем песка толщиной не менее 30 см.
Немаловажное значение имеет тот факт, что предлагаемая технология может быть реализована как при возведении новых домов, так и в процессе эксплуатации существующих построек, причем размещение теплоизоляционного материала по периметру здания позволяет не только защитить грунт от промерзания, но и утеплить подвальные помещения и тем самым значительно снизить неоправданные потери тепла
Грунтовые работы и инженерные методы
Для предотвращения пучения грунта и минимизации его последствий используются различные инженерные методы и выполняются специальные грунтовые работы.
Одним из основных методов является укрепление грунта. Это может быть достигнуто путем установки специальных конструкций, таких как сваи или шпунты, которые предотвращают перемещение и деформацию грунта. Также возможно применение горизонтальных замораживающих технологий, которые позволяют зафиксировать грунт и предотвратить его пучение при строительстве подземных сооружений.
Другим методом является дренаж грунта. Это процесс удаления избыточной влаги из грунта, что способствует укреплению его структуры и предотвращению пучения. Для этого могут использоваться различные системы дренажа, такие как грунтовые колодцы, грунтовые мелиоративные каналы и дренажные трубы.
Еще одним важным методом является контроль нагрузок на грунт. При строительстве сооружений необходимо учитывать вес и распределение нагрузки, чтобы предотвратить нежелательное пучение. Для этого используются различные технологии, включая равномерное распределение нагрузки с помощью специальных покрытий или использование грунтовых плит для увеличения контакта со структурой.
Важным этапом грунтовых работ является также геодезический контроль. Это позволяет отслеживать перемещения и деформации грунта, а также своевременно реагировать на возможные проблемы. Контроль может быть осуществлен с помощью специальных сенсоров и приборов, а также съемочных работ.
Таким образом, грунтовые работы и инженерные методы играют важную роль в предотвращении пучения грунта. Они позволяют укрепить грунт, улучшить его дренажную систему, контролировать нагрузки и отслеживать перемещения. Это помогает минимизировать возможные последствия пучения грунта и обеспечить безопасность при строительстве и эксплуатации различных сооружений.
Поэтапность промерзания
Если в земле содержится много песка и гравия, то ей заморозки не страшны. Это идеальный вариант для установки фундамента любого строения. Если таких примесей в почве недостаточно много, то фундамент устанавливается выше промерзающего слоя, вдали от подземных вод. Если этого не учитывать, то в заморозки сложно будет избежать пучения грунта, которое способно привести к серьёзным последствиям: трещинам на каркасе дома и даже к его возможному разрушению. Последствия зависят от того, какова сила давления почвы. Но этого вполне можно избежать, если заранее всё предусмотреть.
Холода в нашей стране могут длиться довольно долго – 2-9 месяцев, в зависимости от региона. Поэтому пучение грунта вполне возможно. Оно не наступает сразу, а проходит поэтапно:
- Предварительная стадия.
- Основная.
- Переохлаждение.
На первом этапе грунт лишь слегка охлаждается. При такой температуре жидкость в ней не промерзает. Но когда наступает второй этап, вода кристаллизируется и превращается в лёд. После этого наступает стадия переохлаждения. То есть происходит сжатие грунта под воздействием сильных холодов. Начинается понижение его температуры, и если в почве много влаги, она пучится. Переход от одного этапа к другому происходит медленно, и просчитать этот процесс невозможно. После прохождения всех этапов начинается оттаивание промёрзшей земли. Кстати говоря, этот процесс может стать причиной оседания дома, на что влияют сила и периодичность процесса.
Учитывая эти особенности, стает ясно, что монтаж фундамента ни в коем случае нельзя производить в холодную, точнее в морозную, погоду. Особенно это касается регионов, таких как крайний север, например. Если пренебречь этим правилом, осадку дома и, возможно, его разрушения сразу после постройки избежать не удастся. Но стоит учитывать и ряд других причин, кроме длительных холодов.
Влияния промерзания грунта на фундамент
Особенности устройства фундамента на пучинистом грунте
Пучинистая почва является не безупречным вариантом для строительства того или иного здания. Дело в том, что для возведения какого-либо сооружения на таком участке понадобится решить ряд задач.
Способы решения проблем с пучением почвы
Первый вариант заключается в замене пучинистой почвы на песок до уровня промерзания. Этот метод признан самым эффективным. Единственный недостаток – высокая стоимость
В связи с этим специалисты рекомендуют акцентировать свое внимание на втором варианте
Он предусматривает использование заглубленных фундаментов, который закладываются ниже линии промерзания почвы. К таким конструкциям относятся столбчатые и свайные фундаменты. Конечно, их сооружения не всегда являются финансово выгодными.
Мелкозаглубленные и незаглубленные фундаменты
Как уже было сказано, для возведения дома или другого здания на пучинистых грунтах используют определенные типы основания. Оптимальным вариантом здесь станет сооружение мелкозаглубленного или незаглубленного фундамента. Такие конструкции легко противостоят пучению грунта, которое возникает в зимний период. Особой популярностью здесь пользуется мелкозаглубленный ленточный фундамент. С его помощью можно создать надежное и долговечное основание для будущего дома. Он отличается простотой возведения и довольно невысокой ценой.
Неплохим вариантом является и устройство мелкозаглубленного ленточного основания. Оно обладает довольно высокой прочностью и обеспечивает устойчивость строения. Такая конструкция хорошо противостоит пучению, что позволяет исключить опасные для строения усадки. Основание представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, которая располагается на небольшой глубине.
Когда фундамент будет сооружен, приступают к устройству дренажной системы, с помощью которой будет осуществляться отвод влаги от строения. При заливке бетона не стоит забывать об устройстве армированного пояса, а также использовании вибраторов. Это позволит качественно провести бетонные работы и в результате соорудить надежное основания для дома.
ЛМЗФ
Конструкция представляет собой замкнутую ленту из бетона и пояса, который состоит из армированных металлических прутьев. Возведение фундамента выполняется по определенной схеме. Вначале вырывается котлован глубиной 50-70 см. Дальше на откосы укладывают гидроизоляцию из толи или плотной полиэтиленовой пленки.
После этого котлован слоями засыпается песком. Здесь толщина одного слоя составляет от 20 до 30 см. Перед тем как насыпать новый слой, предыдущий необходимо тщательно утрамбовать. После того как это будет сделано, приступают к установке опалубки. На дно опалубки, непосредственно на песок, укладывается слой гидроизоляции и металлические пруты диаметром 12 см. Теперь можно приступать к заливке бетона. При этом стоит помнить, что еще один армированный пояс будет укладываться непосредственно на сырой бетон.
При сооружении ленточного фундамента стоит учесть множество факторов. Так, например, для соединения прутов в армированном поясе используют исключительно вязальную проволоку. Один пояс сооружается из пяти прутов, которые соединяются между собой перемычками. Шаг между перемычками должен составлять не меньше 50 см. Если не учесть такие незначительные нюансы, то это может негативно сказаться на прочности основания.
Как правильно работать с бетоном
Утрамбовка бетона вибрацией
Самым ответственным и хлопотным является момент заливки фундаментальной основы здания. Тем людям, которые собираются строить дом собственноручно, нужно усвоить, что любая работа с бетоном заключается в трех составляющих:
- Этап подготовки смеси из бетона.
- Заливание бетонной смеси.
- Уход за свежим бетоном.
Свежезалитый бетон
Свежеуложенный бетон нуждается в особом внимании. Это заключается в создании такого условия, которое будет способствовать гидратации раствора. Попросту – превращению его из жидкой или пластичной смеси в затвердевший камень из цемента. В результате этого процесса бетон наберет прочность и силу. Для того чтобы это произошло, необходимо ждать почти месяц.
Время заливки напрямую влияет на способ ухода за ним. Стало быть, уход за бетоном в зимнее время, прямая противоположность правилам обращения за основанием летом. Это необходимо помнить и применять, поскольку сезоны года накладывают свой отпечаток на качество и характеристику фундамента.
Предлагаем ознакомиться: Фундамент для каркасной бани, с проливным полом, со сливом, плита: все виды
Что такое пучинистые грунты, методы их определения, выбор типа фундамента
Особенностью фундаментов, которые могут вспучиваться, является значительное увеличение объема в результате проникновения мороза зимой.
Как распознать набухающие почвы? Считается, что только глинистые почвы (включая суглинок) и песчаные почвы (пылеватые, мелкозернистые и среднезернистые почвы) способны набухать при морозе. Гравий и крупнозернистые пески не считаются способными к набуханию при морозе.
Песчаные, глинистые почвы и их разновидности имеют мелкозернистую структуру, т.е. состоят из мелких минеральных частиц с множеством мелких пустот между ними. В этих пустотах или порах может содержаться влага. Когда температура опускается ниже нуля, влага в почве замерзает и превращается в лед, который, как известно, всегда увеличивает свой объем по сравнению с первоначальным объемом воды. Замерзание воды в порах увеличивает общий объем фундамента, что называется морозным пучением.
Фундаменты различают по степени морозного пучения, которая зависит от высоты или глубины, на которой залегают грунтовые воды. Для глинистых оснований также важен индекс текучести. В следующей таблице приведена градация по степени пучения различных типов грунта.
- Основной показатель – это относительная деформация пучения Efh, которая определяется отношением величины подъема поверхности вспучивающегося основания к толщине промерзшего слоя.
- Показатель Z – это разница между величиной УГВ и глубиной сезонного промерзания, значение которой равно 1,2 м для отапливаемых зданий, и 1,5 м – для неотапливаемых зданий.
Если степень пучения грунтов различается по значениям Z и Jl (текучесть), то учитывается более высокое значение.
Так как фундаменты с поднятием проявляют свои негативные характеристики при условии насыщения водой, существует другой способ их классификации, учитывающий условия увлажнения фундаментов зданий в зависимости от типа грунта.
Другими словами, если фундамент классифицируется как слабо рыхлый по значениям Z и Jl, но участок расположен в долине или депрессии, то грунты следует классифицировать как очень рыхлые.
Таким образом, рыхлая почва — это песчаная или суглинистая почва, подверженная воздействию влаги и сезонному влиянию ледников.
Термоизоляционные технологии
Утепление ленточных, свайных или столбчатых конструкций можно проводить как во время эксплуатации, так и на стадии строительства дома. Перед установкой теплоизоляции нужно обязательно подготовить основу. Этот процесс включает в себя устройство гидроизоляции, очистку поверхности и избавление от трещин. Чем качественнее будут проведены подготовительные работы, тем прочнее и эффективнее будет покрытие.
Фундаменты из плит рекомендуется утеплять при возведении.
Ленточное основание
При работе с таким фундаментом наиболее трудоемкими являются земельные работы. Основу необходимо раскопать до начала уровня промерзания почвы. Желательно прибегнуть к помощи специализированной техники, ведь вручную процедура займет много времени и сил. Все основание выкапывают на ширину в 1 м, дно углубления трамбуется и засыпается щебнем и песком.
Стены очищают от почвы с помощью жесткой щетки и оставляют для проветривания на 10 суток. Именно поэтому работы необходимо выполнять в жаркую сухую погоду.
Поэтапная инструкция:
- Просушенные стены следует внимательно осмотреть на наличие повреждений, а затем устранить их. Трещины выравнивают цементно-песчаным раствором и дают поверхности хорошо высохнуть.
- Следующим этапом проводятся гидроизоляционные работы. Для этих целей зачастую используются битумные, полимерные или каучуковые мастики. Готовые составы можно приобрести в любом строительном магазине.
- Смесь тщательно размешать, если она густая, допустимо разбавить водой, затем с помощью валика или широкой кисти нанести сплошной ровный слой. После полного высыхания повторить процедуру.
- Через неделю можно приступить к установке термоизоляционных конструкций. Для фиксации последних применяют специальный клей, например, Ceresit CT-83. Монтаж проводят снизу вверх рядами по горизонтали.
- Плиты, которые располагаются под землей, не требуют дополнительной фиксации. Наземные конструкции крепят с помощью специальных гвоздей. Манипуляции необходимо проводить после полного застывания клеящего состава.
- Сверху утеплитель оштукатуривается, чтобы избежать повреждения материала.
Столбчатые конструкции
Свайные и столбчатые основания теплоизолируют другим способом. Для утепления в пространстве между почвой и ростверком сооружают специальную забивку, которая выступает в качестве цоколя. Эта конструкция не подвержена воздействию нагрузок, поэтому отсутствует требование касательно прочности.
Утепление столбчатого фундамента уменьшает теплопотери дома
Поэтапное руководство, как правильно утеплить фундамент снаружи дома своими руками:
- Между столбами выкопать траншею глубиной 50 см, затем большую часть засыпать щебнем и песком.
- Уложить металлический каркас и залить бетоном.
- После застывания раствора пространство обложить кирпичом по всему периметру, оставив небольшие отверстия для вентиляции.
- Когда кладка высохнет, снаружи наклеить утеплитель, а затем оштукатурить его, используя армирующую сетку. После застывания засыпать грунт и утрамбовать траншею.
Утеплитель на столбчатом фундаменте обязательно штукатурят
Плиточные основы
Для того чтобы правильно утеплить фундамент дома из плит, нередко используют два слоя материала. Термоизоляцию начинают тогда, когда будет готов котлован и произведена засыпка подушки из песка.
Для утепления дома из плит оправдана укладка двух слоев материала
Пошаговая инструкция:
- Тщательно утрамбовать и выровнять песчаный слой, ведь от этого зависит плотность укладки термоизоляции.
- Проложить пленку и утеплительные конструкции, зафиксировать последние с помощью стыковки пазов. При укладке конструкций в два слоя нижние детали размещают вдоль длинной стороны основания, верхние — вдоль короткой. Это минимизирует число мостиков холода, а также усиливает прочность конструкции.
- Затем по периметру устанавливают опалубку, внутри которой располагают армирующий стальной каркас, далее проводят заливку бетоном.
- После застывания раствора делают отмостку, выравнивают и трамбуют песок с небольшим уклоном относительно фундамента. Плиты укладывают плотно, сверху накрывают гидроизоляционным материалом. Затем проводится отсыпка песком, все хорошо равняется и трамбуется.
Теплоизоляция фундамента снаружи дома — важный этап, направленный на сохранение тепла в жилище и снижение трат за отопление. Для проведения манипуляций можно пригласить специалистов или сделать работы по утеплению своими руками, чем значительно сэкономить средства
Важно определиться с конкретным материалом и изучить технологии
Стадии промерзания грунта
Россия является северной страной, поэтому в зимнее время на ее территории всегда присутствует низкая температура. В зависимости от региона грунт может находиться в замершем состоянии от 2 до 9 месяцев. Когда наблюдаются осенне-зимнее похолодания, то глубокие слои почвы переходят в следующие состояния:
- 1 стадия – предварительная. В ходе нее происходит охлаждение грунта до температуры, которая не способствует кристаллизации воды;
- 2 стадия – основанная. Здесь уже вода переходит в другое агрегатное состояние, происходит ее объемное расширение, вследствие чего она становится льдом;
- 3 стадия – переохлаждение. В ходе нее происходит сжатие грунта на морозе, что в последующем приводит к резкому понижению его температуры.
Схема промерзания грунта.
Следует учесть, что все эти стадии являются условными, поскольку процесс переход из одной в другую протекает очень медленно. При этом также можно выделить еще один этап, в ходе которого происходит оттаивание грунта. Это приводит к его просадке.
Из-за того что именно в зимнее время наблюдается пучение грунта, то заниматься возведением домов в данный период настоятельно не рекомендуется, потому что это представляет очевидную опасность. После строительства существует высокий риск разрушения готового строения
Особенно важно не проводить возведение фундаментов и объектов в городах крайнего севера, где наблюдается сильное промерзание нижних слоев почвы
