Север и северо-восток России – это на 60 % почвы, которые находятся в состоянии вечной мерзлоты.
Поэтому возведение фундаментов на вечномерзлом грунте – серьезная проблема.
Строительство зданий на таких типах почв требует длительного предварительного этапа до устройства фундамента.
Который предусматривает глубокое инженерное геокриологическое изучение.
Что включают предварительные исследования
- информацию о геологических условиях конкретного участка застройки (характер залегания, температуру, величину оттаивания слоя и его промерзания, особенности климата в регионе и др);
- материалы об изучении грунтов, особенности строения, физические характеристики в оттаявшем и замерзшем состоянии;
- информацию о будущих изменениях условий на строительном участке (температурный режим на участке и пр.);
- информацию для учета в проекте мероприятий по охране окружающей среды.
После завершения изысканий выполняется проектирование дома и расчет фундамента.
На этом этапе существуют два варианта использования таких грунтов в качестве основания:
- сохранить вечно мерзлую почву в природном состоянии;
- проектировать дом при таком расчете, что его основа будет в оттаявшем состоянии.
Первый вариант самый популярный и менее дорогой. Однако выбор может быть сделан только с учетом технико-экономических расчетов и эффективности.
Сохранение состояния грунта
Этот вариант целесообразен для применения, если:
- имеется значительная мощность многолетнемерзлого грунта;
- здания производят выделение большого количества тепла и невелики по площади.
Расчет и обоснование этого варианта был произведен в конце прошлого века. Сейчас он общепризнан и позволяет максимально использовать высокие строительные качества вечномерзлых грунтов.
Суть этого принципа сводится к сохранению изначального состояние грунта, как при возведении строения, так и при последующем его использовании. Это приемлемо при экономической целесообразности сохранения грунта в естественном состоянии.
Легче прочего возводить основания на видах вечномерзлых грунтах, не относящихся к пластично-мерзлым. При наличии таких почв возможно уменьшение температуры основания до необходимых значений. При расчете фундаментов, закладываемых на вечномерзлых грунтах, учитываются предполагаемые разрушения и деформации под нагрузкой.
Вследствие чего, чаще всего возводят свайный или столбчатый тип фундаментов. Может быть применен и ленточный фундамент.
В этом случае, основной момент — не допустить изменений вечномерзлого слоя. То есть не дать ему изменить свои свойства от тепла, выделяемого эксплуатируемым зданием. Поэтому подполье устраивают холодным и хорошо вентилируемым (через продухи в цокольной части или забирке).
Оттаивание грунта
Это второй вариант, который применяют реже, и только при условии отсутствия пучинистых почв на строительном участке. В этом случае, деформации почвы при изменениях показателей температур не должны превышать допустимых критических значений.
Его могут оттаивать до устройства фундамента на вечномерзлых грунтах, или производить расчеты, которые допускают возможность их оттаивания во время эксплуатации сооружения.
Глубина заложения основания
Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют расчета необходимой глубины заложения. Если следовать принципу 1, то для различных типов сооружений этот показатель будет различен.
Свайные
Этот тип оснований имеет существенные преимущества в сравнении с другими, применяемыми на вечномерзлых грунтах. При их устройстве нет необходимости в трудоемких и затратных по времени работах по подготовке котлована. Также они обеспечивают возможность максимальной механизации работ.
Сооружение фундамента этого типа можно проводить в течение всего года. Его конструкция проще, а расход материалов меньше, чем при устройстве других типов.
Фундаменты из свай не проседают, не перекашиваются при глубоком оттаивании почв. Это можно объяснить тем, что сваи и столбы заглубляют на 8 метров и больше. То есть, они располагаются ниже уровня возможного оттаивания вечномерзлых почв.
Свайно-винтовые фундаменты на вечномерзлых грунтах имеют особые характеристики. Для данного типа применяется вид свай, которые ввинчиваются в почву без бурения.
Иногда бурение все же проводится из расчета: размер скважины должен быть равен проектной глубине ее установки, с диаметром сваи меньше диаметра ствола.
Далее производится ввинчивание узкопластного типа сваи с литым цилиндрическим наконечником. Размер диаметра лопасти берется меньше 1,5 к стволу сваи.
Для данного типа глубина закладки основания выполняется на 2 метра больше величины промерзающего и сезонно оттаивающего слоя грунта. Аргументом для такого решения является то, что слой вечномерзлой почвы будет хорошо сопротивляться сжатию.
Остальные типы
Для остальных видов расчет глубины закладки должен исчисляться исходя из следующего показателя: 1 метр больше слоя сезонно оттаивающей почвы.
На насыпном грунте
При проектировании возведения основания на насыпном материале характеристики которого известны.
Глубина закладки не нормируется, а определяется из конкретных условий.
Вариант 2 предусматривает расчет глубины подошвы основания в момент общей оценки слоя сезонно промерзающего грунта и уровня вод в почве.
Все показатели должны учитывать зону оттаивания при эксплуатации здания.
Вывод
Для начала строительства и основания фундаментов на вечномерзлых грунтах нужны серьезные предварительные расчеты и участие специалистов. Это именно тот случай, когда нужен профессиональный подход к возведению дома.
