Как запроектировать фундамент на пучинистых грунтах: расчёт, замена, дренаж и утепление
Вопрос
Пучинистые грунты (глины, суглинки, супеси с высоким УГВ) при замерзании увеличиваются в объёме до 10–15%, создавая давление на фундамент до 0,2–0,4 МПа — этого достаточно, чтобы поднять двухэтажный кирпичный дом. Неравномерное пучение вызывает трещины в фундаменте и стенах. Как правильно запроектировать фундамент на пучинистых грунтах, чтобы исключить деформации, и какой набор защитных мероприятий рекомендует СП 22.13330.2016?
Краткий ответ
Защита фундамента от морозного пучения — комплекс из 4 мероприятий:
- Замена пучинистого грунта на непучинистый (песок средней крупности, ПГС) в зоне промерзания — на глубину ≥ 0,75 глубины промерзания, но не менее 500 мм;
- Дренаж — отвод грунтовых вод от фундамента (кольцевой или пристенный дренаж) для снижения влажности грунта (сухой грунт практически не пучит);
- Утепление отмостки — экструдерный пенополистирол XPS 50–100 мм шириной 1,0–1,5 м по периметру здания — смещает границу промерзания от фундамента;
- Заглубление подошвы ниже глубины промерзания — для ленточных и столбчатых фундаментов (стандартное решение для Московского региона: глубина заложения ≥ 1,5–1,8 м).
Полный ответ
1. Расчёт глубины промерзания
Нормативная глубина промерзания по СП 22.13330 (п. 5.5.3):
df = d₀ × √Mt
где:
- d₀ — коэффициент: 0,23 для суглинков и глин; 0,28 для супесей; 0,30 для песков;
- Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму, °C (для Москвы — 34,6).
Пример (Москва, суглинок): df = 0,23 × √34,6 = 0,23 × 5,88 = 1,35 м — нормативная глубина. Расчётная: df,расч = df × kh, где kh = 0,7 для отапливаемого здания с полами по грунту → 1,35 × 0,7 = 0,95 м. Но для пучинистых грунтов с УГВ < 2 м глубина принимается не менее нормативной (1,35 м).
2. Степень пучинистости грунта
| Степень | Относительная деформация пучения εfh, % | Меры защиты |
|---|---|---|
| Непучинистый | < 1 | Не требуются |
| Слабопучинистый | 1–3,5 | Замена грунта 0,5 м под подошвой |
| Среднепучинистый | 3,5–7 | Замена + дренаж + утепление |
| Сильнопучинистый | 7–10 | Замена + дренаж + утепление + сваи |
| Чрезмернопучинистый | > 10 | Только свайный фундамент с заделкой в непромерзающий грунт |
3. Замена грунта
Пучинистый грунт в основании заменяется на песок средней крупности или гравийно-песчаную смесь с коэффициентом фильтрации ≥ 2 м/сут и содержанием частиц < 0,05 мм не более 10%. Толщина подушки ≥ 0,75 глубины промерзания для сильнопучинистых грунтов. Замена уплотняется послойно (слои по 200–300 мм) до коэффициента уплотнения 0,95.
4. Конструктивные решения для фундаментов на пучинистых
- Ленточный фундамент: заложение ниже глубины промерзания + песчаная подушка + вертикальная гидроизоляция боковых поверхностей + утеплённая отмостка XPS 100 мм. Боковые поверхности засыпаются песком (не глиной);
- Свайный фундамент: сваи заглубляются ниже глубины промерзания минимум на 500 мм. Ростверк поднимается над землёй на 100–150 мм (воздушный зазор) или утепляется снизу для предотвращения выталкивания;
- Плитный фундамент: песчаная подушка 300–500 мм + утеплитель XPS 100–200 мм под плитой + отмостка XPS 100 мм. Для сильнопучинистых грунтов — дополнительное утепление XPS под отмосткой на ширину 1,5–2,0 м.
Заключение
Фундамент на пучинистых грунтах — это система из четырёх компонентов: замена грунта на песок, дренаж, утепление и правильное заглубление. Исключение любого компонента на сильнопучинистых грунтах с вероятностью > 70% приводит к деформациям за первые 3–5 лет эксплуатации. Проектирование — строго по теплотехническому расчёту (СП 50.13330) и расчёту оснований (СП 22.13330).
Список литературы и нормативных документов, на основе которых написана статья
- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»;
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»;
- СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»;
- Пособие к СНиП 2.02.01-83 «Проектирование оснований на пучинистых грунтах».
