6. Строительно-конструктивные мероприятия против деформаций зданий и сооружений при промерзании грунтов

1. Строительно-конструктивные мероприятия направлены на уменьшение силовых воздействий промерзающего грунта на конструкции зданий (сооружений), расположенные в промерзающем слое, или же на создание условий, обеспечивающих противостояние конструкций этим силовым воздействиям.

2. Полное исключение воздействий нормальных сил пучения на подземные конструкции (фундаменты, ростверки, каналы коммуникаций и т. д.) достигается при заложении их подошвы ниже расчетной глубины промерзания.

Для геоклиматических условий Республики Беларусь это мероприятие против возникновения деформаций от выпучивания нормальными силами пучения является технически достаточным и экономически наиболее целесообразным.

При заложении отдельных элементов фундаментов в пределах промерзающего слоя (фундаментные балки, ростверки свайных фундаментов) под нижней их плоскостью следует предусматривать устройство противопучинных зазоров (см. приложение А, рисунок А.1).

3. Расчетная глубина промерзания грунтов зависит от многих факторов:

• наличия или отсутствия подвала;

• конструкции полов в бесподвальных зданиях;

• температуры воздуха в помещениях, примыкающих к фундаментам наружных стен;

• влажности грунта в пазухах фундаментов;

• расстояния от плоскости стен;

4

П9-2000 к СНБ 5.01.01-99

• расстояния расчетных сечений от углов зданий;

• наличия теплоизоляции у стен на поверхности и др.

Некоторые из указанных факторов могут изменять показатели своих физических свойств во время строительства и эксплуатации здания (сооружения). Поэтому при определении расчетной глубины промерзания следует ориентироваться на значения, соответствующие наибольшему промерзанию.

4. Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов (d_f), м, определяется по формуле

d_f = k_h  d_fn , (1)

где k_h - коэффициент влияния теплового режима здания (сооружения) на промерзание грунта у фундаментов, принимаемый:

• для ленточных фундаментов наружных стен отапливаемых зданий – по таблице 1;

• для ленточных фундаментов наружных и внутренних стен неотапливаемых зданий k_h =1.1.

d_fn - нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по 6.5.

Таблица 1 Коэффициенты влияния теплового режима здания на глубину промерзания

Конструктивные особенности здания	Коэффициенты (kh) при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен, С
	0	5	10	15	20 и 
Без подвала с полами, устраиваемыми: по грунту	1,30 1,00	1,10 0,80	0,90 0,70	0,80 0,60	0,80 0,60
на лагах по грунту	1,10 0,90	1,00 0,80	1,00 0,70	0,90 0,70	0,90 0,70
по утепленному цокольному перекрытию	1,05 0,80	1,00 0,80	1,00 0,80	1,00 0,70	0,90 0,70
С подвалом или техническим подпольем	0,80	0,70	0,60	0,50	0,40
Примечания Приведенные в таблице 1 значения (kh) относятся: в числителе – к сечениям ленточных фундаментов под наружные стены, расположенным у углов здания (сооружения) на расстоянии не более 5,0 м от них; в знаменателе – к сечениям на оставшейся средней части длины стен. При столбчатых и свайных фундаментах коэффициенты (kh) принимают: при расчетной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам, не превышающей 10 0С – по таблице 1; при температуре воздуха выше 10 ºС – по таблице 1 с увеличением табличных значений в 1,15 раза, но не более чем до 1,00. 3 Приведенные значения (kh) относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края подошвы af  0,5м; при af  0,5м значения (kh) повышаются на 0,10, но не более чем до значения kh =1,00; при промежуточном размере (af) значения (kh) определяются по интерполяции. 4 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии – помещения первого этажа. 5 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент (kh) принимается с округлением до ближайшего большего значения указанного в таблице 1.

5. Нормативная глубина сезонного промерзания (d_fn) определяется по данным многолетних наблюдений региональных метеостанций за глубиной промерзания и принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин промерзания за 10 лет наблюдений на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания. При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания следует определять по формуле

(2)

5

П9-2000 к СНБ 5.01.01-99

где d₀ - величина, м, принимается для:

- суглинков и глин - 0,23;

- супесей, песков мелких и пылеватых - 0, 28;

- песков гравелистых, крупных и средних - 0,30;

- крупнообломочных грунтов - 0,34,

а при неоднородной толще грунтов в пределах глубины промерзания определяется как средневзвешенная величина.

М_t - сумма абсолютных значений среднемесячных температур за зиму, С, принимаемая равной для областей:

• Брестской - 10,2;

• Витебской - 23,6;

• Гомельской - 19,3;

• Гродненской - 13,0;

• Минской - 20,0;

• Могилевской - 22,3.

6. Устойчивость фундаментов одно-трехэтажных зданий на действие касательных сил пучения должна проверяться расчетом. Устойчивость считается обеспеченной, если выполняется условие

(3)

где _вып - значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа, определяемое по 6.7;

А - расчетная площадь боковой поверхности части фундамента, м², соприкасающейся с грунтом в пределах расчетной глубины промерзания грунта;

N - расчетная нагрузка на фундамент от здания (сооружения), включающая собственный вес фундамента, кН, определяемая с коэффициентом надежности по нагрузке k_f = 0,9;

Q - расчетное значение силы, кН, удерживающей фундамент от выпучивания, определяемое по 6.8 и 6.9;

k_н - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1.

7. Значение расчетной касательной силы пучения (_вып), кПа, определяется опытным путем.

При отсутствии опытных данных (_вып), кПа, принимается в зависимости от вида и состояния грунтов:

• для песков мелких и пылеватых при z  0,5, глинистых грунтов с 0,25  J_L  0,5 и крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем, содержащем в своем составе более 30 % по весу частиц менее 0,1 мм, при высоком расположении грунтовых вод _вып = 80 кПа;

• для песков мелких и пылеватых при 0,5  z  1,0 и глинистых грунтов с 0,00  J_L  0,25 - _вып = 60 кПа,

где z - расстояние между глубиной залегания уровня подземных вод и расчетной глубиной промерзания грунта;

J_L - показатель текучести грунта.

8. Расчетное значение силы, удерживающей от выпучивания фундаменты ленточные и столбчатые (отдельные) на естественном основании с плитной частью, надежно соединенной со стеной или столбом, допускается определять по формуле

(4)

где _ср' - среднее расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³, расположенного выше верхней поверхности плитной части фундамента;

А_а - горизонтальная проекция площади верхней поверхности плитной части фундамента, м²;

h_a - заглубление верхней поверхности плитной части фундамента относительно уровня планировки, м.

6

П9-2000 к СНБ 5.01.01-99

9. Для свайных фундаментов расчетное значение силы (Q), кН, допускается определять, как несущую способность висячих (защемленных) свай при выдергивании – по 5.18 СНБ 5.01.01, при рабочей длине сваи в пределах глубины ее погружения ниже расчетной глубины промерзания.

10. Проверка устойчивости фундаментов одно-трехэтажных зданий на действие касательных сил пучения по 6.6 производится, как для законченного строительством здания (сооружения), так и для условий незавершенного строительства при неполных нагрузках.

Для многоэтажных зданий и сооружений с тяжело загруженными фундаментами проверку по 6.6 допускается осуществлять лишь для незавершенного строительства.

11. Если при проверке устойчивости фундаментов на выпучивание касательными силами оказывается, что условие (3) не выдерживается, то необходимо уменьшить воздействие на фундамент касательных сил путем:

• повышения гладкости поверхности фундаментов, соприкасающихся с промерзающим грунтом в пределах расчетной глубины их промерзания, оштукатуриванием (затиркой) цементным раствором и покрытием этой поверхности обмазками (см. 6.12), уменьшающими прочность смерзания фундамента с промерзающим грунтом;

• применения для засыпки пазух фундаментов непучинистых грунтов (см.5.8 и 6.13);

• применения теплоизоляционных подушек, уменьшающих глубину промерзания грунта у фундаментов, (см. раздел 8).

12. Для снижения касательных сил морозного пучения при смерзании грунтов с поверхностью фундаментов следует применять нижеследующие обмазки и мастики:

а) битумная мастика, состоящая из битума марки III (3 части), солярового масла (1 часть), золы уноса ТЭЦ (4 части по объему). Наносится на очищенную поверхность фундамента от подошвы до планировочной отметки в два слоя: первый (тонкий) – разогретой мастикой с тщательной протиркой; второй (толщиной до 1,0 см) – по первому слою.

б) кремнеорганические эмали Ко-174 по ТУ 6-02-576 и Ко-1164 по ТУ 6-02-789. Эмали однокомпонентные и поставляются потребителю в готовом виде. Наносятся на сухую поверхность фундамента кистью, валиком, краскораспылителем в два слоя.

в) консистентные смазки БАМ 3 и БАМ 4. Наносятся на очищенную и огрунтованную поверхность фундамента кистью, тампоном, краскораспылителем и др. Для предохранения смазки от механических повреждений и от впитывания в грунт, смазанную поверхность фундамента покрывают полиэтиленовой пленкой по ГОСТ 10354. Состав смазок горюч, но не взрывоопасен. Срок службы БАМ 3 – до 15 лет, БАМ 4 – более 50 лет. В качестве огрунтовки применяется кремнеорганическая эмаль Ко-1112 по ТУ 6-06-1095.

13. При применении у фундаментов зданий и сооружений засыпки пазух непучинистым грунтом следует иметь в виду:

а) у отапливаемых зданий и сооружений засыпку пазух непучинистым материалом производить только с наружной стороны фундаментов, у неотапливаемых зданий (сооружений) – с обеих сторон фундаментов, как наружных, так и внутренних стен;

б) при возможности отвода воды из засыпки пазух и при глубине промерзания менее 1,0 м ширина пазухи для засыпки непучинистого грунта достаточна в 0,2 м, при глубине промерзания более 1,0 м минимальная ширина пазухи должна быть не менее 0,3 м, а глубина - не менее ¾ глубины заложения подошвы фундамента от уровня планировки;

в) при невозможности отвода воды из пазух их ширину на уровне подошвы фундамента следует принимать равной 0,25 – 0,50 м, а на уровне планировки – не менее расчетной глубины промерзания.

Схемы конструктивных решений по защите фундаментов от сил пучения приведены в приложении А.

В любом случае с поверхности противопучинная засыпка должна быть перекрыта отмосткой с асфальтовым покрытием шириной не менее 1,0 м.

14. Пример расчета по определению глубины заложения фундаментов жилого дома приведен в приложении Б.

15. Под крыльцами входов в здания необходимо предусматривать сплошную железобетонную плиту на собственных фундаментах с заложением подошвы не менее ¾ нормативной глубины промерзания. В месте сопряжения плиты крыльца и ее фундаментов с фундаментами и цоколями наружных стен должен выполняться зазор 2 – 3 см, заполняемый горячей асфальтовой мастикой или гидрофобной песчаной смесью.

7

П9-2000 к СНБ 5.01.01-99

Допускается устройство железобетонной плиты входа по бетонной подготовке толщиной 10 – 15 см из бетона В3,5, уложенной по уплотненной гравийно-песчаной подушке, отсыпанной до глубины ¾ нормативного промерзания, если в подушке предусмотрено устройство для отвода из нее атмосферной влаги.