Принцип неподвижного глубоко-заглубленного (или, как говорят, просто «заглубленного») фундамента состоит в том, что земляными работами добираются до «неподвижного» слоя грунта, расположенного ниже уровня зимнего промерзания, закрепляются на нем основанием фундамента, а затем воздвигают на нем жёсткую (непучинистую) вертикальную несущую конструкцию (стену, столб) выше уровня земли. Считается, что чем глубже слой грунта от поверхности земли, тем более он неподвижен, тем в меньшей степени он подвержен периодическим сезонным воздействиям (смещениям, увлажнениям и т. п. за счет смерзания, таяния снегов и т. п.). Тем не менее, и в глубине земли грунт может оказаться постоянно или эпизодически подвижным благодаря усадкам, плывунам, оползням и т. п. С такими особенностями земельного участка дачник знакомится с первых же лет его освоения по поведению столбов линий электропередач, заборов, колодцев, и все эти наблюдения следует учитывать при принятии решений по глубоко-заземленным фундаментам. С особенностями грунта дачник знакомится также и в ходе сооружения глубоко-заземленного фундамента, поскольку первым делом приходится вырывать либо котлован (под последующую засыпку песком или для создания подвала), либо траншею, шурфы, скважины. Столбы можно также забивать в грунт на заданную глубину. Такие глубоко забитые (вколоченные копром) столбы называются сваями. Это очень перспективное направление. Во всяком случае на болотистых и водянистых грунтах сваи (даже деревянные) очень хороши, надёжны и долговечны.

Основные проблемы с глубоко-заглубленными тонкостолбчатыми фундаментами заключаются в двух явлениях: в осадке (проваливании) тонких столбов при малой площади опоры на грунт и в зимних подъемах толстых столбов (зимнее пучение) при большой площади контакта стенок фундамента с пучинистым грунтом.

Минимальная допустимая площадь опоры на грунт определяется весом строения и величиной несущей способности (расчетного сопротивления) грунта, обычно принимаемого на уровне не более 1 кг/см2 (10 т/м2) для высокопластичных болотистых мест, 3-6 кг/см2 для глинистых, 8-15 кг/см2 для песчаных грунтов. Для ориентировки укажем, что давление человека на грунт составляет 0,1-1 кг/см2. Таким образом, при весе строения 10 тонн площадь опоры должна быть не менее 1-2 м2 для неблагоприятных грунтов (на берегу или на дне водоемов, на болотах, при высоких уровнях стоячих вод и т. п.) и не менее 0,2 м2 для благоприятных грунтов. Вообще же, строго говоря, под ответственные объекты требуются инженерно-геологические изыскания грунтов по СП 11-105-97 с бурением скважин (выработок) глубиной до 8 м на 1-2 м ниже сжимаемой толщи грунта. Только тогда специалисты после лабораторных исследований грунта смогут сказать, какая необходима будет площадь опоры. Поскольку строгие изыскания проводятся далеко не всегда, в подавляющем большинстве случаев при постройке дачных строений стараются обеспечить нагрузку на грунт менее 1 кг/см2 (10 тонн/м2). А это значит, что для крупных домов придётся изготавливать очень большое количество столбов.

Силы морозного пучения обусловлены тем, что при 0°С плотность воды 0,9998 г/см3 больше плотности льда 0,917 г/см3. Иными словами, объем воды при замерзании увеличивается на 9%, линейные размеры увеличиваются на 3% при трехстороннем расширении и на 9% при одностороннем расширении (как это имеет место при промерзании грунта сверху). В мелкодисперсных глинистых грунтах вода не может свободно перетекать из замерзаемых зон в незамерзаемые, поэтому такие грунты в процессе замерзания также расширяются на 9%. Мерзлый грунт, прихватив фундамент в верхней части силами бокового сцепления Р (см. рис. 1), постепенно с течением времени (в ходе расширения промерзающего грунта) поднимает столб вверх с силой выталкивания Р, величина которой достигает 10 тонн на один квадратный метр боковой поверхности фундамента (площади контакта фундамента с грунтом). Таким образом, при условном весе строения С, равном 10 тонн, площадь боковой поверхности фундамента в грунте (то есть всех столбов в сумме) не должна превышать одного квадратного метра. В противном случае зимой возможно «выдергивание» фундамента из грунта на высоту А порядка нескольких сантиметров. Образующаяся под фундаментом полость 5 может заполниться обрушающимся грунтом, в результате чего фундамент потеряет возможность весной опуститься на прежний уровень. В случае малой механической прочности фундамента на разрыв, он может потерять связность с образованием каверны 6, также заполняемой грунтом. Рще более серьезные последствия могут наступить, если граница промерзания пучинистого грунта опустится ниже основания фундамента: во время весенних оттепелей фундамент может быть вообще вытолкнут из многократно оттаивающей и промерзающей снизу земли, если не будет достаточно нагружен сверху силой С, поскольку силы выталкивания достигают сотен тонн на один квадратный метр подошвы опоры.

Страницы: 1 2 3