В пучинистых грунтах на фундамент воздействуют два вида сил: нормальные, которые оказывают давление снизу на подошву фундамента, и касательные силы бокового сцепления, направленные вертикально вдоль боковой поверхности. Посмотрим, как они действуют. Для деревянных садовых домов, будь то сруб или каркасный дом, имеющий нижнюю и верхнюю обвязки, чаще всего используют фундаменты из столбов (рис. 1). Это в первую очередь связано стем, что такую фундаментную опору можно сравнительно легко и недорого изготовить непосредственно на месте строительства. Глубина заложения фундамента в этом случае не доходит до нижнего уровня промерзания грунта. Чтобы постройка при промерзании грунта не поднималась, ее вес должен обязательно уравновешивать силы морозного пучения — как касательные, возникающие из-за смерзания боковой поверхности фундамента с грунтом, так и нормальные, действующие на его подошву.
Рис. 1. Действие сил морозного пучения на фундамент: 1 - кирпичный цоколь; 2 - фундамент; 3 - промерзающий грунт; 4 - непромерзающий грунт; 5 -нормальная сила морозного пучения; б - касательная сила морозного пучения.
Когда вес дома небольшой, силы бокового сцепления выталкивают фундаментные опоры из грунта, что зачастую становится причиной разрушения фундамента и самой постройки. Как это происходит? Обычно опоры устанавливают в земле в теплое время года. С наступлением зимы при понижении температуры воздуха грунт начинает промерзать, и граница промерзания, естественно, опускается вниз. При этом соответственно будут увеличиваться касательные силы бокового сцепления.
Поначалу вес постройки уравновешивает силы бокового сцепления. Однако это продолжается до тех пор, пока слой мерзлого грунта еще не слишком толстый, и площадь бокового сцепления опор с ним невелика. Но как только слой мерзлого грунта начнет нарастать, соответственно увеличится площадь его соприкосновения с опорой. И если дом - нетяжелый, неизбежно наступит критический момент, когда касательные силы бокового сцепления превысят вес постройки, и опора начнет выдавливаться наружу.
С наступлением теплого времени года, когда верхний слой грунта оттает, опора оседает на свое место, но не всегда полностью, так как под нее весной заплывает вода, а с нею и грунт. Каждый год опоры будут подниматься и опускаться, причем - на разную величину, и постройка начнет перекашиваться.
Этих неприятностей можно избежать, если заглубить фундамент ниже зоны промерзания и сделать его боковые поверхности максимально гладкими. Да еще и обработать их консистентными смазками и надежно гидроизолировать. Но устройство таких фундаментов (а ленточных особенно) - дело очень сложное, а главное, слишком дорогостоящее. Оно может быть оправдано при строительстве многоэтажного здания, с каменными или кирпичными стенами. А вот для сравнительно легких дачных домиков вряд ли целесообразно использовать подобные трудоемкие фундаменты.
Мастеровой
Как действуют силы морозного пучения на фундамент
В пучинистых грунтах на фундамент воздействуют два вида сил: нормальные, которые оказывают давление снизу на подошву фундамента, и касательные силы бокового сцепления, направленные вертикально вдоль боковой поверхности. Посмотрим, как они действуют.
Для деревянных садовых домов, будь то сруб или каркасный дом, имеющий нижнюю и верхнюю обвязки, чаще всего используют фундаменты из столбов (рис. 1). Это в первую очередь связано стем, что такую фундаментную опору можно сравнительно легко и недорого изготовить непосредственно на месте строительства. Глубина заложения фундамента в этом случае не доходит до нижнего уровня промерзания грунта. Чтобы постройка при промерзании грунта не поднималась, ее вес должен обязательно уравновешивать силы морозного пучения — как касательные, возникающие из-за смерзания боковой поверхности фундамента с грунтом, так и нормальные, действующие на его подошву.
Когда вес дома небольшой, силы бокового сцепления выталкивают фундаментные опоры из грунта, что зачастую становится причиной разрушения фундамента и самой постройки. Как это происходит? Обычно опоры устанавливают в земле в теплое время года. С наступлением зимы при понижении температуры воздуха грунт начинает промерзать, и граница промерзания, естественно, опускается вниз. При этом соответственно будут увеличиваться касательные силы бокового сцепления.
Поначалу вес постройки уравновешивает силы бокового сцепления. Однако это продолжается до тех пор, пока слой мерзлого грунта еще не слишком толстый, и площадь бокового сцепления опор с ним невелика. Но как только слой мерзлого грунта начнет нарастать, соответственно увеличится площадь его соприкосновения с опорой. И если дом - нетяжелый, неизбежно наступит критический момент, когда касательные силы бокового сцепления превысят вес постройки, и опора начнет выдавливаться наружу.
С наступлением теплого времени года, когда верхний слой грунта оттает, опора оседает на свое место, но не всегда полностью, так как под нее весной заплывает вода, а с нею и грунт. Каждый год опоры будут подниматься и опускаться, причем - на разную величину, и постройка начнет перекашиваться.
Этих неприятностей можно избежать, если заглубить фундамент ниже зоны промерзания и сделать его боковые поверхности максимально гладкими. Да еще и обработать их консистентными смазками и надежно гидроизолировать. Но устройство таких фундаментов (а ленточных особенно) - дело очень сложное, а главное, слишком дорогостоящее. Оно может быть оправдано при строительстве многоэтажного здания, с каменными или кирпичными стенами. А вот для сравнительно легких
дачных домиков вряд ли целесообразно использовать подобные трудоемкие фундаменты.