Пучение: что это такое, предотвращение последствий морозного воздействия

Содержание

Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений: что это такое и как избежать

Содержание:

  1. Что такое пучение
  2. Основные методы защиты
  3. Методы, реализуемые в процессе эксплуатации

Что такое пучение 

При замерзании в морозные зимы вода превращается в лёд, объём которого превышает занимаемый ей в жидком состоянии. В результате возникают разнонаправленные нагрузки на грунт, имеющие максимальные значения в направлениях, минимально противодействующих им сил (вверх и в стороны).

Результатом воздействия морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений является возникновение сил выталкивания, касательных и перпендикулярных нагрузок, действующих на подземные части строений, и приводящих к их деформации (разрушению).

Если не учесть эти процессы ещё на стадии проектирования, последствия могут быть плачевными.

Наивысших значений они достигают в грунтах, максимально удерживающих влагу и обладающих минимальной пористостью по всей глубине пласта.


Основные методы защиты

Используемые в процессе строительства методы защиты объекта от сил морозного пучения учитывают физику процесса и направлены на возможную минимизацию либо полное устранение причин, его вызывающих.

Существующие варианты защиты можно условно разделить на три группы:

  • Предварительные;
  • Технически реализуемые;
  • Используемые в процессе эксплуатации объекта.

Методы защиты от морозного пучения, относящиеся к первой группе, включают обязательное предварительное проведение инженерно-геологических изысканий на требуемую глубину, благодаря которому проектировщики получают необходимую информацию:

  • Тип грунта в месте предстоящего строительства и его склонность к пучению;
  • Глубина промерзания;
  • Уровень залегания подпочвенных вод;
  • Среднемесячные температуры;
  • Толщина снежного покрова;
  • Оптимальная ориентация объекта по сторонам света.

Всё это позволяет ответить на вопрос о принципиальной возможности строительства проектируемого объекта на данном участке, выбрать нужный тип фундамента и оптимальные технологии защиты строения от негативного влияния сил, создаваемых морозным пучением.

Технические варианты защиты сваи от морозного пучения

При выполнении работ на грунтах с высокой вероятностью морозного пучения строящийся объект может защищаться с использованием одного или несколько вариантов, рассмотренных ниже.

1. Полная или частичная замена имеющегося грунта на непучинистый в месте выполнения строительных работ.

Полная замена на грунт, не поддающийся пучению, является весьма дорогостоящей процедурой и используется крайне редко (только если глубина заменяемого слоя не превышает 2 м). Гораздо чаще выполняется подушка под фундамент из непучинистых грунтов и обратная засыпка траншеи, отрытой под фундамент, после завершения монтажа последнего и удаления опалубки.

Это также позволяет минимизировать негативное влияние сил пучения.

На начальном этапе фундаментных работ после отрывки траншеи на всю расчётную глубину, на её дне выполняется подушка, состоящая из смеси щебня и гравия с чистым промытым песком. Оптимальной (для частного дома) считается толщина ~ 30 см. Ширина отсыпанного слоя должна быть на 20-30 см больше упомянутого размера фундамента.

Это позволяет:

  • равномерно распределить на грунт общую массу строения;
  • минимизировать отрицательное воздействие на его подошву вертикальных выталкивающих сил, возникающих в результате морозного пучения.

При этом следует понимать, что подушка снижает их величину не потому, что выполнена из непучинистых грунтов. Она просто уменьшает слой последнего.

Пример. Глубина промерзания на строительном участке 1,5 м. Фундамент заглублен на 1,0 м. Оставшийся слой пучинистого грунта составляет 50 см, что может привести к его увеличению до 5 см (~ 10%). Выполнив подушку толщиной в 30 см, мы сокращаем слой до 20 см и, автоматически, его возможное увеличение, до 2 см.


Весной и осенью уровень грунтовых вод (глубина) повышается. Это может привести к тому, что подушка, частично или полностью, окажется под их воздействием и может быть загрязнена (заилена) мелкими частицами, содержащимися в воде. Они мигрируют вместе с подпочвенными водами, засоряют выполненную подсыпку, доводят её до состояния пучинистого грунта. Поэтому через несколько лет она не сможет достаточно эффектно противостоять разрушающим силам, возникающим вследствие пучения.

Чтобы этого не произошло, как можно дольше применяется специальный материал, геотекстиль, прекрасно фильтрующий воду и задерживающий все твёрдые взвеси.

В целях минимизации воздействия перпендикулярных и касательных сил на возводимый фундамент (как вариант, на стены подвала), возникающих в результате морозного пучения, выполняют обратную засыпку с использованием непучинистых грунтов, которые также предварительно защищаются геотекстилём.

Подобное заполнение не будет примерзать к стенкам фундамента, что также снижает силу касательных нагрузок.

В качестве дополнительного технического решения, направленного на снижение негативного влияния перпендикулярных и касательных нагрузок (ПКН) на боковые стенки фундамента, может быть увеличение их гладкости.

Бетон, из которого чаще всего возводится фундамент, весьма пористый материал, что существенно повышает вероятность его смерзания в морозное время года с прилежащими слоями грунта. Для исключения или минимизации подобного явления внешнюю стену фундамента накрывают слоем гидроизоляционного материала (рубероид, толстая ПЭ плёнка и т.п.). Простейший вариант — грунтование поверхности с использованием отработанного масла.

2. Изготовление монолитного фундамента, имеющего уширение в нижней части конструкции.

Другим технологическим решением, защищающим фундамент от вероятного деформирования силами, возникающими из-за морозного пучения, является использование полноценного арматурного каркаса по всей его глубине (высоте) и длине. Это обеспечивает жёсткость и монолитность конструкции на всех участках.

Для предотвращения выдавливания силами пучения, действующими на основание фундамента, последнее выполняется в форме трапеции (с нижним уширением). То есть здесь формируется площадка – анкер, исключающая возникновение подобной ситуации.

Этот вариант гарантирует требуемую стабильность функционирования фундаментов. Однако использовать его можно только при обустройстве фундаментов из бетона.

Если конструкция изготавливается с использованием блоков, кирпича или натурального камня (что исключает её внутреннее армирование), то класть боковые стены фундамента изначально требуется под углом (конструкция сужается вверх).

3. Заглубление подошвы фундамента ниже уровня промерзания.

Подобное решение, чаще всего, принимается при возведении свайных и свайно-винтовых фундаментов и позволяет полностью исключить влияние выталкивающих сил морозного пучения, но существенно увеличивает поверхность, на которую влияют ПКН.

Способы устранения негативного влияния последних рассмотрены выше.

В случае промерзания грунта на всю глубину заложения фундамента, рассматриваемом в данном разделе, весьма высока вероятность того, что опоры, изменив за зиму своё положение, не примут исходного в тёплое время года. Чтобы избежать данной проблемы выполняется ростверковое соединение всех опор (свай).

В тех случаях, когда речь идёт об установке столбов для заборов, выполняется двойная жёсткая обвязка последних по верхнему и нижнему уровню. Это необходимо в силу существенных нагрузок вероятного пучения (морозного), величина которых может составлять ≤ 10 тонн.

Оптимальным считается решение смонтировать все столбы на едином ленточном монолитном фундаменте, с тщательным армированием последнего.

4. Выполнение дренажных работ.

Чем сильнее увлажнены пучинистые грунты, тем большее увеличение объёма наблюдается при их промерзании (плотность воды примерно на 10% выше плотности льда).

Это автоматически увеличивает вероятность возникновения деформаций и, соответственно, требует существенного повышения требований к выполнению работ, обеспечивающих безопасность возводимого объекта.

Удаление влаги будет способствовать снижению показателя пучинистости и, соответственно, величины сил, негативно влияющих на фундамент. Данную процедуру следует разделить на составляющие.

В первом случае, речь будет идти о защите грунта от попадания в него «верховодки» (атмосферные осадки, снеготаяние).

Решению данной задачи служит выполнение отмостков по всему периметру возводимого здания (бетон, асфальт). Их ширина должна минимум на 200-300 мм перекрывать зону обратной засыпки, чтобы исключить просачивание влаги к фундаменту.

Во втором для борьбы с обводнённостью грунтов, проводится дренаж фундамента. Это обеспечивает снижение уровня подпочвенных вод.

Классическое решение предусматривает укладку системы дренажных (перфорированных) труб в предварительно промытый и уложенный гравийный слой. Этот материал частично задерживает частицы грунта. Монтаж труб ведётся с незначительными уклонами на расчётной глубине, что позволяет собирать воду со значительной площади участка и самотёком направлять её в специальные колодцы, либо в канализационный коллектор.


Выбирая подобное решение, следует понимать, что чисто гравийный фильтр прослужит недолго и не гарантирует защиту дренажных отверстий, имеющихся в трубах, от засорения мелкими частичками грунта.

Их прочистка — весьма трудоёмкий и довольно сложный процесс, под который заблаговременно обустраиваются на участке специальные колодцы на нужную глубину.

Чтобы увеличить сроки между плановыми чистками, используют геотекстиль, которым обёртываются трубы. Наличие подобного фильтра позволяет отказаться от обустройства фильтра гравийного.

5. Обустройство плитного фундамента

Плитные фундаменты часто именуют «плавающими». При подвижках грунтов перемещается вся плита. Поэтому на строение, возведённое на подобном основании, разрушающие и деформационные нагрузки от морозного пучения влияния не оказывают.

Обычно это ж/б монолитная армированная плита, мелкозаглубленная либо уложенная поверх грунта (глубина погружения равна нулю).

6. Утяжеление возводимой постройки.

Одним из решений, позволяющих минимизировать или полностью обнулить негативное влияние пучения грунтов, является увеличение массы постройки до значений, которые нагружают фундамент с силой, превышающей выдавливающую, которую создают пучинистые грунты при замерзании.

Поэтому тяжёлые здания на подобных грунтах строить гораздо выгоднее. 

7. Утепление свайного фундамента снаружи на пучинистых грунтах

В регионах с положительными среднегодовыми температурами допустимо использование такого варианта, как утепление грунта. Использование утеплителя, уложенного в грунт, существенно снижает уровень промерзания. А в отдельных случаях полностью его исключает.  

Суть метода. По всему периметру строящегося здания проводится выемка грунта на расстоянии, равном глубине промерзания в месте ведения строительства. Глубина выбирается с таким расчётом, чтобы уложенный утеплитель можно было засыпать сверху слоем непучинистого грунта толщиной ≥ 200 мм. И выполнить под него песчаную подушку не менее 100 мм.

Толщина материала выбирается с учётом климатических особенностей и его теплоизоляционных характеристик. Чаще всего для решения задачи используются пенопласт, керамзит или шлак.

Оптимальным утеплителем является экструдированный пенополистирол. При плотности выбранной марки в 35 кг/м³, его коэффициент теплопроводности равен 0,32 Вт/м°С. При 50 кг/м³, соответственно 0,36 Вт/м°С.

Этот материал отличается повышенной прочностью к сжимающим нагрузкам (рекомендован для использования в дорожном строительстве).

Использование утеплителя позволяет строить здания на мелкозаглубленных (до 500 мм) фундаментах.

Как правило, поверх утеплителя обустраивается отмостка ≥ 100 мм.

Методы, реализуемые в процессе эксплуатации

Круглогодичное отопление объекта

Средние температуры грунта под отапливаемым зданием ~ на 20% выше фиксируемых под неотапливаемым объектом, что способствует значительному снижению показателя пучинистости.

В качестве дополнительного способа может применяться рыхление грунта на глубину свыше 350 мм, с его последующим боронованием на 150 мм. Теплоизоляционные свойства такого грунта повышаются. В качестве дополнительного слоя утепления можно учитывать снеговой покров.

Сохранение основания в постоянно промёрзшем состоянии

При строительстве в зоне вечной мерзлоты принимаются меры для сохранения грунта в замороженном состоянии на протяжении всего периода эксплуатации. Для этого строительство ведётся на свайных фундаментах.

Морозное пучение — sprosigeologa.

ru

Морозное пучение — один из самых распространенных экзогенных геологических процессов в России. Почти каждый знаком с его последствиями: деформации фундаментов, выдавленные из земли столбы, даже валуны, которые вдруг появляются на некоторых полях, поднимаются под действием пучения. Без сомнения, процесс негативный для сооружений и с ним следует бороться. А чтобы побороть врага, надо знать его «в лицо».

Морозное пучение грунтов развивается в зоне сезонного промерзания, а в случае с вечной мерзлотой — в сезонно-талых слоях. Его причина проста — замерзает вода, содержащаяся в породе. Всем известно, что при замерзании вода увеличивается в объеме примерно на 10%. Только здесь есть одна тонкость — пучению подвержены исключительно глинистые и пылеватые грунты, и этому есть свое объяснение.

Грунты, подверженные пучению

Некоторые грунты подвержены пучению, а некоторые нет. Пески, скальные и грубообломочные грунты имеют пустоты (поры или трещины), в которых может содержаться вода. Однако пустоты имеют достаточно большие размеры, поэтому вода свободно в них проникает, но также свободно их покидает. Отсюда ее название — свободная гравитационная. Глинистые и пылеватые грунты состоят из гораздо более мелких частиц, соответственно и размеры пор в них намного меньше. При этом площадь поверхности частиц намного больше, чем, например, в песках. Вода проникает в поры и «прилипает» к их внутренней поверхности. Отсюда ее название — физически связанная. Чтобы ее извлечь, одной гравитации недостаточно, требуются дополнительные внешние силы.

Теперь представим себе, что грунт начал замерзать. Сила, возникающая при росте кристалла льда, очень велика. Свободная гравитационная вода легко вытесняется из крупных пустот растущими кристаллами (к тому же при температуре +4 градуса вода становится тяжелее), вместо воды в порах образуется лед, занимая тот же объем, что был заполнен водой. Криотекстура, которая получается при промерзании среднезернистого песка и грунтов, состоящих из более крупных фракций, называется массивная. Еще не стоит забывать, что из крупных пор вода легко испаряется.

С физически связанной водой дело обстоит иначе. Она удерживается на стенках пор «насильно», поэтому замерзает весь ее объем. При этом температура замерзания немного ниже нуля. Грунт неизбежно начинает увеличиваться в объеме. Чем больше в грунте физически связанной воды, тем сильнее он пучится.

Борьба с морозным пучением

Теперь о методах борьбы с морозным пучением. Чтобы процесс не происходил, надо устранить причину, либо одно из условий его возникновения. Причина — отрицательные температуры, поэтому первый способ борьбы — утепление, точнее консервация температуры. Для случая многолетнемерзлых пород грунт не должен оттаивать, а для обычных условий — не должен промерзать.

Можно избавиться от условий процесса. Во-первых, заменить грунт на непучинистый (песок), причем желательно до глубины промерзания. По справочникам (Основания и фундаменты, Механика грунтов) минимальная толщина песчаной подушки — 0. 5м. Во-вторых, заглубление фундамента до глубины промерзания. При этом грунт не должен соприкасаться с боковой поверхностью фундамента, чтобы при смерзании касательные напряжения не подняли дом. Для этого делается обсыпка песком с боков, либо рубероид и т.п. Иногда фундамент делают с уширением к низу (получается трапеция). Это способствует снижению боковых сил пучения, а кроме этого снижает нагрузку на грунт за счет увеличения площади опоры.

Главная—>Инженерные изыскания—>Морозное пучение 

Взрыв Определение и значение | Dictionary.com

  • Верхние определения
  • Синонимы
  • Викторина
  • Связанный контент
  • Примеры
  • British

[HEEV]

/ ВИЧ /

2. Сохранить это слово!

См. синонимы для: вздыматься / вздыматься / вздыматься на Thesaurus.com

глагол (используется с объектом), вздыматься или (особенно в мореходстве) парить; вздыматься.

поднимать или поднимать с усилием или силой; подъемник: поднимать тяжелый топор.

бросать, особенно поднимать и бросать с усилием, силой или насилием: бросать якорь за борт; бросить камень в окно.

Морской.

  1. занять определенное положение или ситуацию: отбросить судно назад.
  2. для движения в определенном направлении: Поднимите кабестан! Поднять якорь!

произнести с трудом или мучительно: вздохнуть.

заставлять подниматься и опускаться с распирающим движением: поднимать грудь.

рвота; бросить: Он вздохнул свой завтрак до полудня.

тянуть или тянуть за (веревку, канат, трос и т. д.), например, руками или шпилем: Поднимите якорный трос!

глагол (используется без объекта), вздыбленный или (особенно морской) парящий; вздыматься.

подниматься и опускаться в ритмически чередующихся движениях: Корабль вздымался и качался в вздымающемся море.

дышать с усилием; Пыхтение: Он сидел там, вздымаясь и пыхтя от усилий.

рвота; рвота.

подниматься как бы вверх, как холм; вздутие или выпуклость: земля вздымалась, и на многие мили вокруг появлялись небольшие трещины.

для тяги или буксировки веревки, кабеля и т. д.

для толкания, как на шпиле.

Морской.

  1. двигаться в определенном направлении или в определенное положение или ситуацию: качать; тянуть рядом; вздымать остается.
  2. (судна) подниматься и опускаться, как с тяжелым лучом моря.

сущ.

акт или усилие вздымания.

бросок, бросок или бросание.

Геология. горизонтальная составляющая кажущегося смещения в результате разлома, измеренная в вертикальной плоскости, перпендикулярной простиранию.

подъем и падение волн или зыбь моря.

вздымается (используется с глаголом в единственном числе). Также называется сломанным ветром. Ветеринарная патология. болезнь лошадей, похожая на астму у людей, характеризующаяся затрудненным дыханием.

Глагольные фразы

опускаться, морские. качать (судно).

Подъем, Морской.

  1. отряхнуть (риф, снятый с паруса).
  2. , чтобы ослабить (парус) его прокладки, чтобы установить его.

тяжелая,

  1. Морская. остановить движение (судна), в частности, повернув нос к ветру и настроив паруса так, чтобы они действовали друг против друга.
  2. остановиться.

ДРУГИЕ СЛОВА ДЛЯ ПОДЪЕМА

1 поднять.

2 бросать, бросать, бросать, бросать, бросать.

11 волна, вал.

См. синонимы слова «поднять» на Thesaurus.com

ВИКТОРИНА

Сыграем ли мы «ДОЛЖЕН» ПРОТИВ. «ДОЛЖЕН» ВЫЗОВ?

Должны ли вы пройти этот тест на «должен» или «должен»? Это должно оказаться быстрым вызовом!

Вопрос 1 из 6

Какая форма обычно используется с другими глаголами для выражения намерения?

Идиомы о качке

    качать хо (восклицание, используемое моряками, когда поднимают якорь. )

    вздыматься в поле зрения, чтобы подняться, чтобы увидеть, как из-под горизонта: Корабль завис в поле зрения, когда начал светать рассвет.

    поднять поводок. свинец 2 (по ум. 17).

Происхождение пучения

Впервые записано до 900 г.; Среднеанглийский heven, вариант (с -v- от простого прошедшего времени и причастия прошедшего времени) hebben, древнеанглийский hebban; родственен немецкому heben , древнескандинавскому hefja , готскому hafjan ; сродни латинскому capere «брать»

исследование синонимов для подъема

1. См. подъем.

ДРУГИЕ СЛОВА ОТ HEAVE

heaver, существительноеheaveless, прилагательноеun·heaved, прилагательное

Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2022

Слова, связанные со словом «поднимать»

бросать, тянуть, поднимать, швырять, перебрасывать, тянуть, дышать, выдыхать, стонать, пыхтеть, пыхтеть, извергать, рвать, подталкивать , бросать, бросить, перетаскивать, поднимать, взвешивать, запускать

Как использовать в предложении слово «подъем»

  • К тому времени, однако, у Мэриленда не было времени ни на что более значимое, чем неудавшийся полный взмах корта.

    Мэриленд падает в Purdue, борясь за линию с игрой на кону|Эмили Джамбальво|25 декабря 2020|Washington Post

  • Вторую неделю подряд «Питтсбург» пережил последний рывок в конце зону квотербеком соперника, который выиграл бы игру.

    Что нужно знать о 9-й неделе НФЛ: прибывает Туа Таговайлоа, и пираты Тома Брэди терпят поражение|Адам Килгор|9 ноября 2020 г.|Washington Post написал.

    Разбивая стеклянный потолок Эвереста|Аманда Падоан, Питер Цукерман|30 марта 2014|DAILY BEAST

  • Пилотный эпизод начинается с того, что Джейкоб (Лэндон Хименес) просыпается, вздымаясь, в поле в Китае.

    «Воскресение» — самое глупое шоу на телевидении и, вероятно, мертво по прибытии|Кевин Фэллон|7 марта 2014 г.|DAILY BEAST далеко не закончился.

    Долг может быть достигнут, но кризис еще не закончился|Дэвид Фрум|15 октября 2013|DAILY BEAST

  • Волнующееся море женского желания бушует вокруг 1D, и особенно Гарри.

    One Direction, Гарри Стайлс и связь с принцессой Дианой|Том Сайкс|22 сентября 2013|DAILY BEAST

  • Увидеть динозавра во плоти — это было так реалистично — я мог видеть, как его клыки вздымаются, я мог видеть глаза слезятся.

    «Парку Юрского периода» исполняется 20 лет: Воспоминания о фильме с Арианой Ричардс | Анна Классен | 6 апреля 2013 г. | DAILY BEAST

  • Она вытянулась вперед, улыбка исчезла с ее губ, ужас в глазах, ее грудь вздымалась.

    Лето Святого Мартина|Рафаэль Сабатини

  • Она стояла перед ним с опущенными веками, ее грудь все еще вздымалась от волнения страха, который вызвала в ней его близость.

    Лето Св. Мартина|Рафаэль Сабатини

  • Посреди бурлящих вод он быстро поднялся, дико размахивая своими длинными руками и зовя на помощь булькающим криком.

    Преследуемые и преследуемые|Р.М. Баллантайн

  • Ньютон ничего не ответил, и Джексон пошел вперед, где остальные члены экипажа поднимали якорь с помощью брашпиля.

    Ньютон Форстер|Капитан Фредерик Марриэт

  • Иногда я ловлю себя на том, что вздыхаю по умершему старику и говорю себе: «Тогда была прекрасная жизнь».

    The Belted Seas|Arthur Colton

Определения слова heave в Британском словаре

вздымать

/ (hiːv) /

глагол вздымать, вздымать или вздымать или главным образом морским вздымать

(tr) поднимать или перемещать с большим усилием

(tr) бросать (что-то тяжелое) с усилием

произносить (звуки, вздохи и т. д.) или дышать шумно или недовольно вздыхать

подниматься и опускаться или заставлять тяжело подниматься и опускаться

(прошедшее время и причастие прошедшего времени hove) морской двигаться определенным образом, в направлении или положениивстать в поле зрения

  • (intr) (судна) наклонять или качать

    • (tr) перемещать (слои горных пород, минеральные жилы и т. д.) в горизонтальном направлении

    (intr) рвать

    сущ. пример вздутия

    взброс

    горизонтальное смещение пластов горных пород при разломе

    английский хэббан; относится к древнескандинавскому hefja , древнесаксонскому hebbian , древневерхненемецкому heffen поднять , латинскому capere взять , санскритскому kapatī две руки полные

    Английский словарь Коллинза — полное и полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

    Определение

    в кембриджском словаре английского языка

    Переводы heaving

    на Китайский (традиционный)

    繁忙的, 擠滿人的, 搖晃的…

    Подробнее

    на китайском (упрощенном)

    繁忙的, 挤满人的, 摇晃的…

    Подробнее

    на португальском языке

    lotado…

    Подробнее

    Нужен переводчик?

    Получите быстрый бесплатный перевод!

    Как произносится вздымаясь ?