Pod pojęciem „falowania gleby” kryje się dość złożone zjawisko pochodzenia naturalnego, które może prowadzić do poważnych konsekwencji. W okresie zamarzania gruntu fundament podnosi się wraz z całą konstrukcją. Kiedy następuje rozmrażanie, dzieje się odwrotnie - baza spada. Ale najważniejsze jest to, że jest nierówny.
W rezultacie budynki znajdują się w stanie awaryjnym, a czasem zagrażającym. W niektórych przypadkach, z powodu tego zjawiska, budynki zaczynają się nawet zawalać, i to całkowicie.
Cecha zjawiska naturalnego
Główną cechą procesu falowania jest znaczne zwiększenie objętości wody w glebie spowodowane zimowym przemarzaniem. Według GOST 25100-2011 rozróżnia się 5 kategorii, które różnią się między sobą stopniem falowania (poziom rozszerzalności gleby jest wskazany w nawiasach):
- Nadmiernie falujące gleby - ponad 12%.
- Gleby silnie falujące - nie więcej niż 12%.
- Gleby średnio falujące - do 8%.
- Gleby lekko falujące - około 4%.
- Gleby nieskamieniste – nie przekracza 4%.
Jednak ostatnią kategorię należy uznać za warunkową, ponieważ w naturze po prostu nie ma gleby, w której wilgoć jest całkowicie nieobecna. Do tego typu należy zaliczyć wyłącznie granit i gruboziarniste skały glebowe. Jednak w naszych warunkach ten rodzaj gleby jest dość rzadki.
Etapy groźnego zjawiska
Terytorium Federacji Rosyjskiej rozciąga się wzdłuż całej północnej części kontynentu euroazjatyckiego. Z tego powodu zimą temperatura jest zawsze poniżej zera. W zależności od regionu gleba może pozostawać w stanie zamrożonym przez okres od 2 do 9 miesięcy.
W tym przypadku można wyróżnić kilka etapów falowania gleby:
- I - wstępne. W takim przypadku gleba jest schładzana do temperatury, która nie jest jeszcze równa krystalizacji wody.
- II - oparte. W tym przypadku woda zaczyna już przechodzić w inny stan skupienia, zamieniając się w lód. W związku z tym następuje jego ekspansja wolumetryczna, co, jak wiemy, nie wróży dobrze.
- III - hipotermia. Tutaj pod wpływem mrozu gleba się kurczy. W dalszej kolejności prowadzi to do gwałtownego spadku temperatury.
Tylko warto wziąć pod uwagę, że wymienione stany są warunkowe, ponieważ przejście z jednego etapu do drugiego jest bardzo powolne. Jednocześnie można wyróżnić jeszcze jeden etap w procesie rozmrażania gleby - jej osiadanie.
Zazwyczaj zjawisko falowaniaobserwowane głównie zimą. Z tego powodu ten sezon nie nadaje się na budownictwo, zwłaszcza o charakterze masowym. Wynika to z poważnego niebezpieczeństwa - istnieje bardzo duże ryzyko, że wzniesiona konstrukcja zostanie bardzo szybko zniszczona.
W szczególności, ci, którzy mieszkają na Dalekiej Północy, powinni wziąć pod uwagę siłę falowania ziemi. Na tym obszarze dolne warstwy gleby zamarzają znacznie bardziej niż na innych szerokościach geograficznych.
Główny czynnik prowokujący
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że szkody spowodowane falowaniem mogą nie być tak ogromne, ale tylko się wydaje. Aby uświadomić sobie całe zagrożenie ze strony takiego naturalnego zjawiska, warto dokładnie zrozumieć, jak ten proces zachodzi.
Jak wiemy, zjawisko to charakteryzuje się niejednorodnością, która wynika głównie z różnicy wysokości powierzchni ziemi. Z reguły obserwuje się to wiosną - ta strona budynku, która znajduje się na południu, jest dobrze nagrzana. Ponadto przyczyniają się wiosenne krople. Wraz z nadejściem wieczoru w ziemi gromadzi się duża ilość roztopionej wody, która następnie staje się lodem.
Masa takiej warstwy może sięgać kilku centów, a to wystarczy, aby podnieść fundament na określoną wysokość. Ten proces trwa całą noc.
W ciągu dnia obserwuje się odwrotny obraz - wraz ze wzrostem temperatury lód w ziemi zaczyna topnieć. W związku z tym podstawa zaczyna opadać, a jednocześnie ziemia zostaje ponownie wzbogacona o kolejną porcję wody, która następnie ponownie się krystalizuje. To wszystkodzieje się dzień po dniu, aż temperatura się unormuje.
W okresie wiosennym różnica poziomów wody może spowodować zatonięcie budynku o kilka centymetrów. To wystarczy, aby spowodować poważne szkody, które później będą bardzo trudne do naprawienia, jeśli w ogóle.
Inne przyczyny falowania gleby
Na intensywność falowania mogą wpływać różne czynniki, wśród których można wymienić:
- Czas trwania okresu zimowego i jego intensywność (dotkliwość).
- Grubość śniegu.
- Cechy gleby.
- Opady na sezon.
- Poziom wilgotności powietrza.
- Charakter terenu.
- Roślinność.
- Głębokość wód gruntowych.
- Położenie terenu w stosunku do strony południowej.
Ponieważ budynki mogą zostać bardzo poważnie zniszczone w wyniku falowania, budowa fundamentów powinna być prowadzona poniżej głębokości zamarzania gruntu. Wartość ta jest bezpośrednio zależna od obszaru, na którym planowana jest budowa domów.
Warto zauważyć, że wilgotność gleby śródziemnomorskiej jest podstawowym czynnikiem, który w dużej mierze wpływa na intensywność falowania. Jednocześnie nie należy dyskontować gęstości dolnych warstw gleby. Ale wiele zależy również od tego parametru.
Im gęstsza gleba, tym mniej deformacji będzie podlegać budynku. W przeciwnym razie mrozowe falowanie glebbędzie bardziej intensywny, co nie wróży dobrze.
Jak określić stopień falowania gleby?
W tym celu warto wziąć pod uwagę nie tylko skład gleby, ale także poziom wód gruntowych. Każdy właściciel nieruchomości podmiejskiej może stanąć przed koniecznością ustalenia, jak silna jest falująca gleba na terenie prywatnej działki. Aby osiągnąć ten cel, konieczne jest wykopanie dołka o głębokości do 2 metrów. Jest to taka specjalna pionowa obróbka przekroju kwadratowego, okrągłego lub prostokątnego.
Po tym należy poczekać kilka dni. Jeśli wilgoć nie pojawi się na dnie wykopanego małego dołu, musisz wywiercić kolejne 1,5 metra. Trzeba tylko pojawić się w wodzie, proces można zatrzymać. Teraz pozostaje zmierzyć odległość od poziomu wody do powierzchni.
Możesz określić rodzaj gleby przez oględziny. Na podstawie tych danych możemy wyciągnąć przybliżony wniosek dotyczący stopnia ekspansji gleby w zimnych porach roku.
Przejdźmy do obliczeń matematycznych
Obliczenia falowania gruntu można przeprowadzić niezależnie, korzystając ze wzoru E=(H-h)/h, gdzie:
- E to współczynnik stopnia falowania gruntu.
- H - wysokość warstwy gleby po zamrożeniu.
- h to wysokość warstwy gleby przed zamrożeniem.
W związku z tym należy najpierw wykonać niezbędne pomiary. I to nie tylko latem, ale i zimą. Na podstawie zmian wysokości można wyciągnąć wnioski dotyczące falowania gruntu. Jeżeli ten parametr wynosi 10 mm lub więcej na 1 metr zamrożenia, to współczynnik E będzie równy0,01, co już wskazuje, że należy podjąć odpowiednie środki, aby uniknąć poważnych konsekwencji.
Warto raz jeszcze przypomnieć, że gleba, w której występuje wysoki poziom wilgoci, jest w przeważającej mierze podatna na procesy falowania. Zamieniając się w lód, wyraźnie się rozszerza, zwiększając swoją objętość. Kto nie zamroził wody w plastikowej butelce, umieszczając ją w zamrażarce lodówki do eksperymentowania lub z potrzeby? Możesz od razu wyobrazić sobie całą moc żywiołu wody, zebraną w ograniczonej objętości.
Gleby gliniaste, gliniaste i piaszczyste są bardziej podatne na falowanie. A glina, dzięki obecności wielu porów, jest w stanie dobrze zatrzymywać wodę.
Sposoby minimalizacji szkód
Teraz jest dla nas jasne, że nie należy lekceważyć wielkości fal gruntu. Ale jak uniknąć przykrych konsekwencji, które mogą stanowić poważne zagrożenie dla życia ludzi? Można to zrobić na kilka sposobów. Ale ponieważ falowanie gruntu jest w dużej mierze spowodowane wpływem na fundament, większość z nich obejmuje sposoby na jego wzmocnienie lub odizolowanie. Rozważ najlepsze opcje rozwiązania tak trudnego problemu.
Procedura wymiany gruntu
Ta metoda działa tylko podczas układania podkładu - pod podkład umieszcza się poduszkę z piasku. Co więcej, powinien być zauważalnie szerszy niż fundament samego budynku. Następnie jest dobrze ubity i zagęszczony. Dzięki tej poduszce zapewnione jest równomierne rozłożenie całego obciążenia na podstawie. Dodatkowo warstwa falującej glebyzmniejsza się zatem siła zjawiska naturalnego również słabnie. Dodatkowo poduszka z piasku ma właściwości amortyzujące.
Ponadto eksperci zalecają, aby w celu uniknięcia odkształceń spowodowanych falowaniem gruntu, obszar pomiędzy deskowaniem po jego usunięciu a gruntem pokryć niewznoszącym się gruntem. Taki środek pozwoli uniknąć przymarznięcia gruntu do ścian fundamentu.
Dopiero po pewnym czasie piasek w zasypce (wraz z podkładką) może zmieszać się z cząsteczkami gliny, tracąc swoje właściwości nie kołysania się. Aby tego uniknąć, podsypkę piaskową i zasypkę należy oddzielić folią, pokryciem dachowym lub tkaniną filtracyjną.
Budowanie fundamentów
Odnosi się to do optymalnego wyboru rodzaju fundamentu, który ma znaczenie tylko na etapie budowy domu. Jeśli został już wzniesiony, należy zastosować inny sposób rozwiązania problemu. Jeśli chodzi o tę technikę, możesz wybrać jeden z dwóch rodzajów fundamentów - konstrukcję płytową lub fundament palowy.
Monolith
Stworzenie konstrukcji stropowej spowoduje, że budynek będzie cięższy, co z kolei zminimalizuje wpływ gruntu na fundament. Oczywiście nie będzie możliwe całkowite wyeliminowanie efektu falowania mrozu na zatopionej w gruncie monolitycznej płycie o wysokości ponad 200 mm. Jednocześnie, w wyniku falowania gruntu, w zimie podstawa po prostu uniesie się równomiernie na niewielką wysokość. Po ociepleniu podkład powróci do swojej pierwotnej pozycji.
Z technicznego punktu widzeniawykonanie fundamentu płyty jest proste. Podczas operacji zbrojenia zwykle pojawiają się pewne trudności. Ponadto ta metoda jest dość kosztowna.
Pale
Konstrukcja fundamentu palowego pozwoli obejść się bez rozlewu krwi. Tylko ten projekt ma zastosowanie tylko do budynków o niskiej wadze (konstrukcja w technologii szkieletowej, zastosowanie paneli lamelowych itp.).
Następujące opcje mogą być odpowiednie dla podstawy:
- Stopy śrubowe - są wkręcane w ziemię tuż poniżej poziomu zamarzania.
- Konstrukcje wzmocnione - najpierw trzeba przygotować kilka studni, a następnie zainstalować pręty owinięte materiałem dachowym i owinięte w metalową ramę.
Po zamontowaniu pali należy je połączyć specjalnymi belkami lub płytami, aby równomiernie rozłożyć obciążenie na fundament.
Izolacja obwodu domu
Ta metoda pozwala zminimalizować lub całkowicie wyeliminować zamarzanie gleby. Ze względu na ocieplenie gleby możliwe jest zbudowanie płytkiego fundamentu ze względu na zmniejszenie głębokości zamarzania.
Tylko ta opcja dotycząca falowania gleby ma znaczenie dla obszarów o dodatniej średniej rocznej temperaturze. Szerokość układanej izolacji powinna być równa głębokości przemarzania gruntu. Jeśli chodzi o grubość materiału, wszystko zależy od właściwości termoizolacyjnych i charakteru klimatu.
