Применение винтовых свай для объектов малоэтажного и коттеджного строительства на водонасыщенных пучинистых грунтах

1. Пучинистый водонасыщенный грунт и связанные с ним проблемы.
2. Универсальная альтернатива мероприятиям по осушению грунта.
3. Плита на винтовых сваях в пучинистом водонасыщенном грунте.

  Пучинистый водонасыщенный грунт и связанные с ним проблемы 


На территории РФ широко распространены обводнённые пучинистые грунты. К ним относятся глины, суглинки, супеси, пески пылеватые и мелкие. 

Пучинистый грунт – дисперсный грунт, увеличивающийся в объёме в процессе перехода из талого в мёрзлое состояние из-за образования ледяных кристаллов и имеющий относительную деформацию морозного пучения εfh >= 0,01. 


Водонасыщенность – это степень заполнения водой объёма грунтовых пор. Главная причина возникновения морозного сезонного пучения грунтов – нахождение в их структуре воды, переходящей в лед во время сезонного замерзания. 


Находящиеся в таких грунтах фундаменты также подвергаются подъему, если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы пучения. Поскольку деформации пучения грунта, как правило, неравномерны, происходит неравномерный подъем фундаментов, который со временем накапливается. В результате этого надземные конструкции зданий и сооружений претерпевают недопустимые деформации и разрушаются. Деформациям от пучения грунта особенно подвержены легкие сооружения, к числу которых относится большинство малоэтажных зданий. 


В соответствии с нормами по проектированию оснований зданий и сооружений глубина заложения фундаментов в обводнённых пучинистых грунтах должна приниматься не менее расчетной глубины промерзания. В этом случае подошва фундамента освобождается от воздействия нормальных сил пучения. Однако глубоко заложенные фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют касательные силы пучения. Эти силы превосходят нагрузки, передаваемые легкими зданиями на фундаменты, в результате чего фундаменты выпучиваются. 


Таким образом, материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания грунта в указанных условиях, не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных на пучинистых грунтах. 


В связи с этим, возникает острая необходимость в проведении мероприятий по осушению грунта. Все они заключаются в том, что грунт осушается ниже зоны промерзания на глубину 2-3 м. Этого, в некоторых случаях, добиться очень сложно, т.к. некоторые типы грунтов долго сохраняют обводнённость. 



 Универсальная альтернатива мероприятиям по осушению грунта


Потому нередко используют технологию «Плавающая плита». Такой фундамент двигается вместе с домом в зависимости от пучения грунта. При этом сам объект будет надёжно защищён от вероятности возникновения трещин, просадки и разрушения. 

Конструкция плавающей плиты представляет собой армированный бетон, уложенный на слой гидроизоляции, находящийся поверх песчано-гравийной «подушки». 


Плита.jpg

Значительный минус такого типа конструкции - это высокая стоимость. В неё войдёт цена расходных материалов (главным образом, бетона) и спецоборудования. Ещё один недостаток – трудоёмкость строительства. 


 Плита на винтовых сваях в пучинистом водонасыщенном грунте


Ещё одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых обводнённых грунтах объектов малоэтажного строительства является использование винтовых свай, объединенных мелкозаглубленным монолитным бетонным ростверком, который закладывают на глубине 15, 30, 45 или 60 см от поверхности грунта. Винтовые сваи устанавливаются в грунт таким образом, чтобы лопасть сваи находилась за границей сезонного промерзания грунта. В данном случае принцип действия плавающей плиты сохраняется, но, при этом: 


  • снижается расход материалов и, соответственно, стоимость строительства; 
  • обеспечивается устойчивость фундамента против действия сил морозного пучения, (работу винтовых свай можно сравнить с работой анкерных фундаментов, воспринимающих выдергивающие нагрузки). 

Дело в том, что возникающие при морозном пучении усилия (касательные силы морозного пучения), оказываемые на винтовые сваи (за счет их конструктивных особенностей а именно –наименьшего диаметра ствола), становятся незначительными в сравнении со всеми другими видами свай, например, забивными, буронабивными и т.д. Дело в том, что основная доля нагрузки в таком фундаменте будет восприниматься лопастью. 

Применение, в частности, буронабивных свай не обеспечивает требуемый запас устойчивости против воздействия касательных сил морозного пучения, т.к. они имеют развитую боковую поверхность, а работа данных свай на выдергивание не так эффективна как работа винтовых свай. 

Основной принцип конструирования фундаментов на винтовых сваях для зданий, возводимых на обводнённых пучинистых грунтах заключается в том, что винтовые сваи служат для восприятия усилий от сезоннопромерзающего грунта основания, а монолитный ростверк объединяет все сваи в единую систему и образует достаточно жесткую горизонтальную основу, которая перераспределяет воздействия от неравномерных грунтовых деформаций.





Была ли информация для Вас полезной?
2
0
0

Статьи по теме