Как защитить фундамент от морозного пучения: способы по типам

Фундамент защищают от морозного пучения тремя способами, и обычно их сочетают. Подошву ставят ниже границы промерзания или на грунт, который не пучится. Пучинистый грунт под подошвой и у боковых граней заменяют песком. Грунту у фундамента не дают промёрзнуть и намокнуть: утепляют его горизонтальной «юбкой» из ЭППС и отводят воду. Набор мер зависит от грунта, уровня грунтовых вод и типа фундамента. Заглублённой ленте опасны силы по боковым граням, мелкозаглублённой — промерзание под подошвой, свайному фундаменту — пучение под ростверком.

Отчего пучится грунт и куда он давит

По п. 6.8.2 СП 22.13330 пучатся глина, суглинок и супесь, мелкий и пылеватый песок, а также крупнообломочный грунт с глинистым заполнителем, если к началу промерзания в них много воды. Замерзая, такой грунт расширяется. Под подошвой он давит снизу — это нормальные силы пучения. По боковой поверхности он смерзается с бетоном и тянет его вверх — это касательные силы (п. 6.8.3). Опасен не сам подъём, а его неравномерность: углы и северная сторона промерзают сильнее.

Степень пучинистости ВСН 29-85 (табл. 1) задаёт подъёмом каждого метра промёрзшего слоя.

Грунт	Подъём на 1 м промерзания
Практически непучинистый	до 1 см
Слабопучинистый	1–3,5 см
Среднепучинистый	3,5–7 см
Сильнопучинистый	7–12 см
Чрезмерно пучинистый	больше 12 см

Многое решает вода. По СТО 36554501-012-2008 (НИИОСП) суглинок твёрдой консистенции практически не пучится, если грунтовые воды стоят ниже границы промерзания больше чем на 2,5 м, супесь — на 1,5 м, мелкий песок — на 0,5 м. Поэтому грунт и уровень воды берут из отчёта изысканий (см. «Какой фундамент лучше для дома»).

На какую глубину закладывать фундамент и когда можно мельче

Наружные фундаменты отапливаемого дома закладывают по таблице 5.3 СП 22.13330 (п. 5.5.5). Здесь d_f — расчётная глубина промерзания, d_w — глубина грунтовых вод, I_L — показатель текучести из отчёта изысканий: чем он больше, тем мягче грунт. Как читать эти величины на глинистом участке — по консистенции, пучению и воде, — показано в статье «Как выбрать фундамент для дома на глине: геология, вода, глубина».

Грунт под подошвой	Вода близко (dw ≤ df + 2 м)	Вода глубже
Скальный, гравелистый, крупный и средний песок	не зависит от df	не зависит от df
Мелкий и пылеватый песок, супесь при IL < 0	не менее df	не зависит от df
Супесь при IL ≥ 0; суглинок и глина при IL ≥ 0,25	не менее df	не менее df
Суглинок и глина при IL < 0,25	не менее df	не менее 0,5 df

«Не зависит» действует, только если такой грунт лежит до нормативной глубины промерзания (примечание 1). Нормативную глубину считают по формуле 5.3 (по городам — в статье «Как утеплить септик на зиму») и умножают на k_h из таблицы 5.2: при 20 °C в доме 0,5 для пола по грунту, 0,6 — на лагах, 0,7 — по утеплённому цокольному перекрытию, 0,4 — с подвалом. В Москве нормативное промерзание суглинка 1,03 м, под домом с полом по грунту расчётное — около 0,52 м.

Внутренние фундаменты отапливаемого дома закладывают независимо от промерзания. При холодном подвале глубину считают от его пола (п. 5.5.6). Пока дом не отапливается, k_h = 1,1 — что делать с фундаментом на зиму во время стройки, разобрано в статье «Как законсервировать фундамент на зиму».

Наружные фундаменты можно закладывать независимо от промерзания, если исследования показали, что грунт не пучится, если расчёт подтвердил допустимые деформации, если приняты теплотехнические меры против промерзания или если грунт заменён непучинистым на глубину промерзания (п. 5.5.5). Мелкозаглублённые фундаменты допустимы для малоэтажных домов при нормативном промерзании до 1,7 м (п. 6.8.10). Подошва на промежуточной глубине в пучинистом грунте без этих мер — худший вариант (см. «Ленточный фундамент»).

Замена пучинистого грунта под подошвой

Для подушки СП 22.13330 (п. 8.7) и ВСН 29-85 (п. 3.3) называют гравелистый, крупный или средний песок, мелкий щебень, котельный шлак. Под большую нагрузку берут смесь: 40 % песка и 60 % щебня или гравия. Отсыпают слоями не толще 20 см и уплотняют каждый до плотности скелета не меньше 1,6 т/м³ (ВСН 29-85, п. 6.2). Карьерный песок с глиной сам пучится.

Если заменить грунт на всю глубину промерзания, глубина заложения от d_f уже не зависит. Под мелкозаглублённой лентой подушка тоньше и работает вместе с утеплением, которое держит границу мороза внутри неё (СТО, п. 5.2). При высокой воде контур подушки защищают от заиливания вяжущим или полимерной плёнкой (ВСН 29-85, п. 3.4). Песчаная подушка в глине без выхода воды становится корытом, поэтому в ней по периметру кладут трубчатый дренаж (СТО, п. 5.6).

Касательные силы: чем засыпать пазухи и как обработать грани

Без опытных данных удельную касательную силу берут по таблице 6.12 СП 22.13330: при промерзании до 1,5 м — 110, 90 или 70 кПа по влажности грунта, для обратной засыпки — 110 кПа (примечание 3). Сколько это даёт на метр ленты, посчитано в статье о консервации фундамента. Главная мера — песок в пазухах на всю глубину промерзания. ТСН МФ-97 МО (приложение 4) учитывает его коэффициентом.

Засыпка пазухи	Доля касательной силы
Местный пучинистый грунт	1
Непучинистый материал, 20 см	0,6
Непучинистый материал, 40 см	0,45
Непучинистый материал, 60 см	0,35

Важна и поверхность (табл. 6.12, примечание 4). Гладкий бетон считают с коэффициентом 1, шероховатый с кавернами до 5 мм — 1,1–1,2, до 20 мм — 1,25–1,5: наплывы от кривой опалубки работают как зацепы. Металл без обработки — 0,8.

Обмазки снижают смерзание дальше: ТСН называет пластические смазки, СП 24.13330 (п. 7.8.9) для свай — противопучинистые обмазки и термоусаживаемые оболочки. Но их эффект определяют только опытом по ГОСТ Р 56726, а служить покрытие должно не меньше сооружения. Обклейка грани плёнкой работает как такой же скользящий слой, цифры её эффекта нормы не дают. Поэтому в расчёте опираются на песок, а покрытие — дополнительная мера.

Утепление грунта: юбка из ЭППС по периметру

Если грунт у фундамента не промерзает, он не пучится. СП 22.13330 (п. 8.6) называет теплозащитное экранирование способом уменьшить пучение мелкозаглублённых фундаментов. Размеры экрана назначают теплотехническим расчётом (примечание 1 к п. 5.5.4).

Для отапливаемого дома СТО 36554501-012-2008 описывает такую конструкцию:

• подошва — на глубине 0,4 м, под ней подушка: 0,2 м при 17 °C и выше в доме, 0,4 м — при 5–17 °C (п. 5.1, 6.7);
• вертикальный ЭППС — по ленте и цоколю на высоту не меньше 1,0 м от подошвы (п. 5.7);
• горизонтальный ЭППС за контуром дома на глубине подошвы — это юбка; на углах она толще;
• пазухи — непучинистым грунтом, поверху — отмостка с уклоном 3 % на ширину юбки, в подушке по периметру — дренаж (п. 5.3, 5.6).

Размеры даны таблицами по индексу мороза. Пример стандарта: двухэтажный дом без утепления пола в Тверской области. Вертикальный слой — 6 см, юбка шириной 0,6 м — 6,1 см, на углах — 7,5 см на участках по 1,5 м. Толщину округляют до большего типоразмера плиты. Если пол утеплён, дом меньше греет грунт, и вертикальный слой нужен почти вдвое толще.

У холодного крыльца или террасы юбку расширяют и считают как для неотапливаемого здания (п. 5.10). Вертикальный ЭППС закрывают защитным покрытием с заходом в грунт на 15 см (п. 5.11). Тот же принцип у утеплённой отмостки — её пирог разобран в статье «Утепление цоколя и отмостки».

Рассмотреть

Вода: планировка, отмостка и дренаж

Влажность грунта растёт от подъёма грунтовых вод, дождя и покрытий, под которыми грунт не сохнет (СП 22.13330, п. 6.8.2). Если понизить воду, в таблице 5.3 можно перейти в колонку «вода глубже». По ВСН 29-85 (табл. 4) вода перестаёт подпитывать промерзающий слой при расстоянии до него 1,8–2,5 м в суглинках, 1,0–1,5 м в супесях и 0,8 м в мелких песках.

ТСН МФ-97 МО требует уклон площадки не меньше 3 % и канав — не меньше 5 %, а при водопроницаемом грунте с нагорной стороны — дренаж вокруг дома (п. 5.2). Траншеи копают узкими, 0,8–1,5 м, чтобы отмостка перекрыла пазуху (п. 5.7, 5.13). Как устроить отмостку и дренаж — в статье «Отмостка и дренаж». Что делает с цоколем вода, застоявшаяся у стены и замёрзшая там, разобрано в статье о трещинах цоколя.

Мелкозаглублённая лента и плита: что ещё обязательно

Конструкцию назначают по степени пучинистости (СП 22.13330, п. 8.8–8.13; ВСН 29-85, п. 3.5–3.10). На непучинистых и слабопучинистых грунтах достаточно бетонных блоков без соединения. На средне- и сильнопучинистых — монолитный железобетон или блоки с соединёнными выпусками, ленты всех стен связаны в одну систему. На сильнопучинистых добавляют пояса в уровне перекрытий и над проёмами верхнего этажа или ставят дом на монолитную плиту с подушкой (см. «Плитный фундамент и УШП»). Длинный дом режут на отсеки: до 30 м на слабопучинистом грунте, до 20 м — на сильнопучинистом.

Расчётный подъём сравнивают с предельным (ВСН 29-85, табл. 2):

Дом	Предельный подъём
Блоки и кирпич без армирования	2,5 см
Блоки и кирпич с армированием или поясами	3,5 см
Деревянный дом на ленте	5 см

Если подъём больше, меняют глубину, делают подушку, водозащитные и теплозащитные меры (СП 22, п. 6.8.12). Оставлять такой фундамент на зиму без нагрузки ВСН 29-85 (п. 6.6) запрещает.

Сваи и столбы: зазор под ростверком и защита ствола

Сваю пучение не поднимает, пока она держится в талом грунте: лопасть винтовой сваи заводят ниже границы промерзания с запасом (см. «Как установить винтовые сваи»). Уязвим ростверк на грунте. Между ним и грунтом оставляют зазор не меньше расчётного подъёма ненагруженного грунта (СП 22.13330, п. 8.12) и не засыпают его (см. «Свайно-ростверковый фундамент»). Забирку ставят с деформационным зазором (см. «Чем закрыть свайный фундамент снизу»).

На пучинистом грунте п. 7.1.15 СП 24.13330 требует проверить сваи на выпучивание. Полые сваи в слое промерзания и выше заполняют бетоном не ниже B15 (п. 8.21). Гладкий столб без уширения касательные силы вытягивают (см. «Фундамент под беседку и террасу»). Если сезонно поднимает уже готовый дом, начинают с воды и утеплённой юбки, а трещины наблюдают маяками не меньше года (см. «Трещина в стене»).

Частые ошибки

• Засыпать пазухи вынутым суглинком. Он смерзается с гранью и тянет фундамент с полной силой.
• Ставить мелкую ленту на пучинистый грунт без подушки, утепления и расчёта. Её поднимает неравномерно в первую зиму.
• Класть юбку с разрывами и без усиления углов. Мороз проходит в щель и в угол.
• Делать песчаную подушку в глине без выхода воды. У подошвы стоит вода.
• Засыпать зазор под ростверком. Грунт поднимет ростверк вместе с домом.

Вопросы и ответы

Как защитить фундамент от морозного пучения?

Заложить подошву по таблице 5.3 СП 22, заменить пучинистый грунт под ней и в пазухах песком, утеплить грунт по периметру ЭППС и отвести воду.

На какую глубину закладывать фундамент, чтобы не было пучения?

По таблице 5.3 СП 22: на крупном и среднем песке — независимо от промерзания, на пучинистом грунте — не меньше расчётной глубины промерзания.

Чем засыпать пазухи фундамента?

Непучинистым песком на всю глубину промерзания, слоями с уплотнением.

Нужно ли утеплять грунт вокруг фундамента?

Для мелкозаглублённого фундамента на пучинистом грунте — да, по расчёту; для заглублённой ленты — по условиям.

Как защитить от пучения свайный фундамент?

Завести сваи ниже промерзания и оставить под ростверком незасыпанный зазор.