9.4. ФУНДАМЕНТ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
Из почты
"… У нас через метр–полтора — вечная мерзлота. Как, на Ваш взгляд, сие обстоятельство может повлиять на строительство? Мы с мужем решили опробовать Вашу технологию ТИСЭ на постройке бани и амбара. Если понравится, то замахнемся и на жилой дом…". Якутия, с. Верхневилюйск, Ульянова А. С.
Достаточно обширные территории Сибири и Дальнего Востока пребывают в условиях вечной мерзлоты. Около 50% территории России занимают вечномерзлые грунты.
Способов сооружения фундаментов в этих условиях достаточно много, но для индивидуального строительства они достаточно трудоемки.
Относительно легко возвести фундамент на вечномерзлых грунтах можно с помощью бура ТИСЭ — Ф.
Принцип создания фундамента в условиях вечной мерзлоты определяется балансом холода, поступающего из недр земли, и тепла, идущего сверху при плюсовой температуре воздуха. Если поток холода снизу практически ни от чего не зависит, то поток тепла тем больше, чем лучше пригревает солнце, чем хуже теплоизолирующие характеристики грунта, снегового покрова и выше влажность (есть что?то общее с пучинистыми грунтами, только наоборот).
Слабая теплоизоляция нижнего перекрытия дома также прогревает грунт, понижает границу оттаивания под домом.
Основная задача возведения фундамента на вечномерзлом грунте — сохранение мерзлого состояния грунта, при котором он обладает высокой несущей способностью.
При излишне высоком уровне теплового потока, поступающего сверху, граница оттаивания опускается, основание под фундаментом резко снижает свою прочность. Дом начинает "проваливаться", и первый этаж дома может превратиться в цокольный этаж, а затем — и в подвал (рис. 179).
Рис. 179. Дом на вечной мерзлоте может провалиться при плохой теплоизоляции пола
Последовательность возведения фундамента следующая.
Для начала необходимо как можно ниже опустить границу оттаивания. Для этого по весне, как только оттает верхний слой грунта, со строительной площадки снимается плодородный слой (0,3 — 0,5 м), который довольно рыхлый и поэтому является одеялом, укрывающим грунт от тепла, поступающего сверху (рис. 180, а).
Выдерживают грунт в этом состоянии до наибольшей степени прогрева солнцем (двое — трое суток). При этом граница оттаивания в пределах расчищенной строительной площадки опустится ниже чем на остальном участке более чем на 1 м.
Для создания набив–ной сваи по технологии ТИСЭ бурят скважины с расширением внизу. Сразу же заводят в них арматуру и заливают бетоном. Толевую рубашку делают в несколько слоев или же заменяют более жестким рулонным материалом (рубероид, линолеум…, т. к. верхний срез этой рубашки должен быть на 30 — 40 см выше уровня снятого грунта). При заполнении скважины в бетон следует ввести противоморозные добавки, т. к. в нижней части скважины температура грунта близка к нулю (рис. 180, б). Можно также рекомендовать прогрев бетонной массы электрическим током, пропускаемым по тонкому специальному кабелю высокого электрического сопротивления, внедренного в массив созревающего бетона.
Рис. 180. Создание фундамента в условиях вечной мерзлоты: А — снятие плодородного слоя; Б — создание опор фундамента; В — дом на вечной мерзлоте; 1 — граница оттаивания; 2 — опора фундамента; 3 — ростверк; 4 — слой утеплителя; 5 — песчаная подушка
Только после набора бетоном прочности, близкой к расчетной, (через 10—15 суток), сверху на грунт по всей расчищенной площади, расположенной под предполагаемым домом, насыпают слой крупнозернистого песка. После этого насыпают или укладывают теплоизолирующий слой (плиты пенополистирола, шлак, керамзит или их смесь с крупнозернистым песком). Если нет песка, то подойдет любой другой крупнозернистый насыпной материал (щебень, строительные отходы), не позволяющий влаге подняться до утепляющего слоя.
Сразу же после такого "утепления" грунта холод из недр земли резко поднимет границу оттаивания, и нижняя часть опор окажется вмороженной в мерзлый грунт — прочное и надежное образование (рис. 180, в). Одна созданная опора сможет выдержать больше 20 — 30 тонн нагрузки. Исходя из этого, шаг столбов может быть около 2 — 2,5 м. С этого момента такое состояние грунта должно сохраняться в течение всего времени эксплуатации сооружения.
Теперь пора приступить к отливке ленты ростверка, как указано в технологии ТИСЭ. Зазор под лентой в 10 — 15 см необходимо сохранить для компенсации пучинистых явлений, а также для того, чтобы тепло от стен через ленту фундамента не прогревало грунт.
Прочность такого фундамента достаточно высока. При возведении дома в 2 — 3 этажа он обладает почти трехкратным запасом прочности, что можно считать вполне достаточным для индивидуального строительства.
Для снижения теплового потока от дома нижнее перекрытие необходимо тщательно утеплить.
Подпольное пространство дома должно вентилироваться, но не очень интенсивно. Летом теплый воздух с улицы не должен прогревать его. Зимой проблема с перегревом подпола, естественно, не стоит.
Подвод к дому инженерных коммуникаций (подача теплой и холодной воды, канализация…) в условиях вечной мерзлоты — достаточно сложная техническая задача. Коммуникации, проходящие в грунте, надежно утепляют, а при необходимости вдоль них прокладывают прогревающие кабели. На обогрев качественно выполненной теплоизоляции много электроэнергии не потребуется. Но наиболее распространенный и простой вариант подвода коммуникаций — воздушный, хорошо проработанный для эксплуатации в условиях Крайнего Севера.
