Как утеплить грунт от промерзания

Как утеплять грунт и предотвратить морозное пучение почвы возле дома

Морозное пучение грунтов представляет серьезную опасность всем строениям, опирающимся на грунт. Особенно страдают от вспучиваниия малоэтажные дома, легкие конструкции, дороги. Пучение возникает вследствие замерзания воды. Расширяясь, грунт выдавливает из себя конструкции, деформирует их, уровень почвы при этом поднимается.

Какие силы действуют на строения

На строения заглубленные в почву воздействуют несколько разнонаправленных усилий:

• нормальные — направленые снизу вверх на подошву конструкции,
• перпендикулярные – действуют в горизонтальной плоскости,
• касательные – силы трения при поднятии или опускании грунтов.

Величина усилий воздействия зависит от степени увлажненности грунтов, их состава, может весьма различаться, по длине даже одного фундамента. Это только увеличивает опасность, так как происходит неравномерное выдавливание или изгибание конструкции, что приводит к ее разлому.

Какие грунты пучат

На территории России до 80% площадей составляют пучащие грунты. Поэтому проблема борьбы с морозным пучением актуальна для ранее построенных зданий без надлежащего утепления земли прилегающей к фундаменту.

К пучению склонны все грунты содержащие в себе глину – глины, сугленки, супеси, пески с пылевато-глинистыми частицами. Именно глина содержит в себе связную воду. К непучащим относятся только крупные и средние пески.

Характерные повреждения – трещины в фундаментах и стенах, перекос дверных и оконных проемов, вспучивание дорожек с невозможностью открыть дверь, перекос легких конструкций возле дома. В худшем случае – разрушение стен.

Утепление грунта – основной метод борьбы с пучением

Основной метод борьбы с морозным пучением почвы заключается в утеплении грунта. Листы теплоизолятора создают повышенное сопротивление тепловому потоку, в результате холод, идущий с поверхности не сможет заморозить слои под утеплителем, так как туда будет постоянно поступать тепло с земли, из здания через фундамент.

Ранее применяемые мероприятия по засыпке конструкций песчаной подушкой толщиной до 0,5 метра, с ограждением ее холстом против заиливания, с отводом воды дренажами, можно считать полезными и в дополнение к современному утеплению грунта.

Оптимальным утеплительным материалом, способным находиться в грунте в незащищенном состоянии является экструдированный пенополистирол. Он достаточно крепкий и не впитывает воду. Применяются марки с плотностью 35 кг/м куб. Для утепления под дорогами, по которым движется автомобиль, – 50 кг/м куб.

Размеры утеплителя

Какая толщина утеплителя необходима для эффективного утепления грунта? Согласно рекомендациям специалистов, проводивших тепловые расчеты и основываясь на опыте эксплуатации утепленных отмосток возле домов, минимальная толщина утеплителя экструдированный пенополистирол равна 50 мм. Но вокруг углов здания (на протяжении 2 м от угла), где суммируется холод, нужно двойная толщина.

Рекомендуется, чтобы ширина утепления положенному по уровню поверхности почвы была не меньше чем глубина промерзания . Это обеспечит достаточную ширину полосы с положительной температурой. Но типовыми конструкциями мелкозаглубленных утепленных фундаментов предусматривается закладка горизонтальной теплоизоляции на уровне подошвы фундамента — 0,4 — 0,5 метра заглубления, при этом ширина полосы утепления значительно уже и определяется расчетом. Широкий же котлован поверху засыпается обратно не пучащим мелким материалом.

Конструкция теплоизоляции

Листы утеплителя экструдированый пенополистирол должны соединяться между собой в паз, их необходимо укладывать вплотную к утеплению фундамента.

Полоса укладывается с наклоном в 2 – 3% от фундамента, что бы обеспечивался сток воды от дома. Часто по краю утепления в грунте укладывается и дренаж, который отводит воду от фундамента.

Делается траншея глубиной 0,5 – 0,6 метра. Дно траншеи засыпается песком 10 – 20 см толщиной, которым формируется и уклон в сторону от дома.

На песок укладываются листы экструдированного пенополистирола, накрываются гидроизолятором. Утеплитель засыпается песчаной подушкой толщиной минимум 20см. Поверху на подушку укладываются штучный материал для дорожек, которым оформляется отмостка вокруг дома. Бетонировать отмостку не рекомендуется, ввиду ненадежности такой отделки.

Утепление грунта под легкими пристройками и дорогами

Очень часто необходимо утеплять грунт под всякого рода пристройками к дому – верандой, террасой, лестницей с крыльцом, подъездной дорожкой к гаражу и т.п. Эти все строения нуждаются в защите от морозного пучения. Утепление грунта производится по аналогии, как и возле фундамента. Но в данном случае строения не отапливаются, замораживаются зимой, поэтому грунт нужно утеплять под всей их площадью.

Делается котлован на глубину до 0,6 метров от подошвы конструкции и шириной большей на глубину промерзания в каждую сторону (расчетное уширение).

На дно котлована укладывается песчаная подсыпка, которой и формируется сток воды в нужную сторону (обычно от центра конструкции). Листы утеплителя укладываются на подсыпку, накрываются гидроизоляционным материалом, сверху делается песчано-гравийная подсыпка толщиной от 300 мм, которой формируется подушка для перераспределения точечных давлений. Иногда с этой целью закладываются готовые ж/б блоки, или делается заливка легкого фундамента.

Термоизоляция трубопроводов

Обычно трубопроводы утепляют скорлупой из пенополистирола экструдированного. Но этот метод плох тем, что если в трубопровод перестанет поступать теплая вода (энергия), то он все равно замерзнет в замороженном грунте, какой бы толщины скорлупа не была.

Трубопровод заложенный не глубоко (ниже половины глубины промерзания) можно обогреть энергией земли, если утеплить целый участок грунта по аналогии с приведенными выше примерами.
Полоса утеплителя закладывается на половине глубины от расположения трубопровода, а ширина листов должна быть расчетной. Но целесообразность таких действий по сравнению с глубоким расположением трубопровода должна определяться расчетом, впрочем, надежней всегда располагать трубопровод ниже глубины промерзания грунтов. Ширину траншеи можно немного уменьшить, если сделать из утеплителя полукороб – с боковыми гранями небольшой высоты.

Утепление грунтов в последнее время получило самое широкое распространение, и являются основным способом предотвращения воздействия морозного пучения на строения.

Как противостоять морозному пучению грунта

Морозное пучение грунта возникает вследствие замерзания воды в земле, при этом объем грунта увеличивается, и уровень почвы поднимается. Замерзший грунт давит на все конструкции, которые находятся в земле или на ее поверхности, деформирует и сдвигает их. Это весьма опасное явление для домов и других построек. Вследствие вспучивания грунтов происходят подвижки фундаментов, сдвигание пристроек, крыльца, подъем подъездных дорожек, нередко возникают трещины в стенах, перекос луток, бывают и разрушения домов.

Какие грунты относятся к пучащим

Все грунты, которые содержат в себе глину, а значит и связанную с ней воду, в большей или меньшей степени способны вспучиваться при замерзании. Это глины, суглинки, супеси, мелкие пески, пылеватые пески и другие пески, если они содержат в себе пылевато-глинистые частицы.

К непучащим грунтам относятся крупные и средние пески, в которых отсутствуют пылевато-глинистые частицы.

Как воздействуют пучащие грунты на фундаменты и конструкции

Увеличивающийся в объеме грунт создает силы воздействия на все строительные конструкции. Эти силы подразделяют на:
нормальные — действующие снизу вверх на подошву фундамента, приподнимая его;
касательные — силы трения, действующие на вертикальные стенки конструкции при перемещении грунтов вверх или вниз;
перпендикулярные — силы действующие в горизонтальной плоскости при расширении грунтов и давящие на стенки фундамента (под домом грунт не замерзает, поэтому противодействия сдавлению изнутри нет).

От чего зависит интенсивность пучения

Морозное пучение может быть разной интенсивности в разных точках поверхности, даже если они находятся совсем близко. Это еще более усиливает опасность явления, так как на фундамент действуют силы разной величины и направленности.

Интенсивность пучения зависит в первую очередь от степени увлажнения почвы и объема замерзающей воды. Если вокруг дома в непосредственной близости от фундамента почва сильно увлажняется, например, при стоке с крыши, то опасность увеличивается. Часто бывает, что вода накапливается осенью в районе фундамента, после чего следуют морозы…

Способность грунта накапливать воду напрямую зависит от его состава. Чем больше пластичной глины, тем влажнее могут оказаться грунты. На территории России до 75% площадей пригодных к застройке составляют пучащие грунты. Практически все дома старой постройки и другие строения, подъезды, дорожки, нуждаются в защите от сдвижения грунтов зимой.

Какой основной метод борьбы с этим явлением

Раньше предпринимались попытки бороться с последствиями вспучивания грунтов. В основном устраивались песчаные подушки толщиной 20 – 50 см вокруг углубленной в почву конструкций. Чтобы песок не заиливался глинистыми частицами его ограждали от грунта стеклохолстом. Но эти действия все равно были не надежными и теряли эффективность на протяжении длительного времени.

Сейчас основной метод борьбы с морозным пучением почвы – устранение причины явления, а именно, — замерзания грунта возле конструкции. Теперь это сделать не сложно, так как появились новые утеплительные материалы, весьма прочные, и не накапливающие воду, т.е. которые могут применяться непосредственно в грунте. Это различные марки экструдированного пенополистирола. Коэффициент теплопроводности материала на уровне 0,32 Вт/мºС (плотность 35 кг/м куб) и 0,36 Вт/мºС (плотность 50 кг/м куб, особопрочный на сжатие, применяется под автомобильными дорогами).

Вокруг здания в грунт укладывается полоса утеплителя, которая замедляет охлаждение грунта морозным воздухом, поэтому грунт под воздействием тепла земли не замерзает.

При обустройстве теплоизоляции вокруг здания, непосредственно возле фундамента, возникает два вопроса:
– какой толщины экструдированый пенополистирол применить;
— какой ширины должна быть теплоизоляционная полоса.

Рекомендации экспертов, основанные на теплотехническом расчете говорят нам о том, что толщина экструдированного пенополистирола для утепления грунта возле дома в частном строительстве должна быть не менее 50 мм. При этом над слоем утеплителя должен находиться замерзший грунт толщиной не менее 200 мм.

Ширина полосы утеплителя непосредственно прилегающая к зданию должна быть не менее глубины промерзания грунтов в данном районе, но в любом случае не менее 1,0 метра. Такая ширина позволит существенно уменьшить воздействия касательных, нормальных и перпендикулярных сил морозного пучения на фундаменты.

Как сделать утепление грунта возле фундамента

Вокруг дома делается траншея необходимой ширины, на глубину около 0,6 метра. Дно траншеи выравнивается песком толщиной 10 – 20 см, который утрамбовывается с поливкой водой. Этой песчаной подсыпкой также формируется уклон в сторону от дома не менее 2% для стока воды (пенополистирол воду не пропускает, укладывается «зуб в зуб»). Листы утеплителя укладываются вплотную к утеплителю цоколя, или делается врезка в утеплительный слой фундамента. Утеплитель засыпается песчаной подушкой слоем от 20 см, сверху укладывается брусчатка отмостки толщиной от 10 см. Подобная схема позволяет сделать утепленную отмостку вокруг дома.

Защита от морозного пучения приставных конструкций к дому

Возле дома могут располагаться различные приставные конструкции, например крыльцо с лестницей, опоры балкона, легкая терраса и др. При морозных пучениях они могут сдвигаться, деформироваться, что доставляет немало неприятностей. Также и подъездная дорожка к воротам гаража может серьезно пострадать от подъема грунтов, гаражные ворота нельзя будет открыть.

Защита от морозного пучения выполняется следующим образом. Делается выемка грунта на глубину до 600 мм ниже подошвы конструкции и шириной большей, чем конструкция на величину не менее чем глубина промерзания в каждую сторону, но не менее 1 метра. Делается песчано-гравийная подсыпка с уклоном в сторону стока воды (если нужно) толщиной от 300 мм. Подсыпка утрамбовывается с поливкой водой. Затем укладывается утеплитель толщиной 50 мм, поверх которого делается песчаная подушка толщиной 200 мм. На этой подушке делается заливка фундамента под легкую конструкцию или под легкой конструкции или подъездная дорога.

Как видим, принцип борьбы с морозными пучениями почвы в любом случае остается один и тот же – применяется достаточно широкая полоса утеплителя, которая не дает морозному воздуху воздействовать на грунт, и он прогревается естественным теплом земли. По этой же схеме можно утеплять и подводящие к дому трубопроводы, располагая в траншее лист утеплителя шириной в глубину промерзания. При этом желательно делать широкую траншею, т.е. лист расположить как можно глубже. Это снизит воздействие и морозного пучения на трубопроводы на входе в дом, где они располагаются обычно не глубоко.

Основы правильного утепления МЗЛФ

Единственным нормативным документом, который содержит решения по утеплению МЗЛФ являются Рекомендации от Пеноплэкс, но Пеноплэкс — это производитель ЭППС, поэтому неудивительно, что его рекомендации выглядят избыточными в плане расхода утеплителей. В данной статье мы рассмотрим основные варианты утепления и какие результаты они дают.

• температура окружающей среды (средняя) -15 градусов Цельсия (с запасом практически для всех регионов центра России)
• температура воздуха в помещении 20 градусов Цельсия
• коэф. конвекционной теплопередачи поверхность/воздух согласно справочникам
• теплопроводность использованных материалов (бетон, ЭППС, песок в естественной влажности, грунт и газобетон) бралась по соответствующим справочникам, по средним значениям.

Рис. 1. Утепление горизонтальное 50мм шириной 600 мм и вертикальное 50 мм.

Видим небольшое промерзание под подошвой фундамента. Остаточная пучинистось примерно 60% от максимума. Такой вариант возможен для слабопучинистых грунтов, поскольку серьёзно снижает деформации пучения.

Рис. 2. Горизонтальное утепление 50 мм на ширину 600 мм и вертикальное 50 мм на глубину 300 мм.

Видно, что продление вниз вертикального утепления даёт существенную коррекцию изотерм и распределения температуры под подошвой фундамента. Остаточная пучинистость около 45%.

Рис. 3. Горизонтальное утепление 50 мм на ширину 900 мм и вертикальное 50 мм на глубину 300 мм.

Видим, что увеличение ширины горизонтальной юбки даёт не очень сильный эффект, расход ЭППС увеличивается на горизонтальном утеплении на 50%, а пучинистость снижается лишь на 5-7%. Намного больший эффект даёт увеличение толщины вертикального утеплителя до 80 мм:

Рис. 4. Горизонтальное утепление 50 мм при ширине 600 и вертикальное 80 мм на глубину 300мм.

Остаточное пучение в этом случае совсем небольшое, около 15-20%. Но ещё больший эффект даёт смещение горизонтального утеплителя на уровень подошвы фундамента, в этом случае пучение убирается полностью:

Рис. 5. Горизонтальное 50 мм шириной 600 мм на глубине 300 мм. Вертикальное 80 мм.

При этом увеличение толщины и ширины горизонтального утеплителя не показывает такой эффективности, как смещение его на глубину 300-400 мм. Смещение ещё ниже уже не целесообразно и практически сложнее выполнить. Отметим, что в решениях от Пеноплекс также рекомендуется укладывать горизонтальное утепление на глубине 300-400 мм. Приведённое моделирование правильность этих рекомендаций подтверждает.

Поскольку часто при использовании вертикального утеплителя возникает необходимость сделать «клювик» в ленте МЗЛФ для опирания кладки, то проверим, как он влияет на тепловой режим работы фундамента:

Рис. 6. Горизонтальное 50 мм шириной 600 на глубине 300, вертикальное 800 + клювик для опирания кладки.

Видно, что «клювик» несколько ухудшает тепловой режим. Аналогичным образом действует и некачественное выполнение работ по утеплению, плохие стыки ЭППС и т.д.

Утепление фундамента, чтобы избавиться от холода и влаги

Приступая к постройке частного дома, стоит уделить внимание утеплению будущего здания. Многие полагают, что, утеплив стены, можно исключить потери тепла. Но этих работ недостаточно. Холодный пол – тому подтверждение. Чтобы проживание в доме было комфортным, нужно разобраться, как утеплить фундамент.

Зачем утепляют

Значительная часть прохладного воздуха попадает в помещение через фундамент. Поэтому проекты многих домов построены так, чтобы приподнять половые перекрытия над уровнем грунта.

Теплый, нагретый воздух устремляется вверх. Когда крыша не утеплена, тепло проникает наружу, растапливая снег на крышах. А помещение наполняется холодным воздухом, который проникает через полы здания. Исходя из таких соображений, вопрос нужно ли утеплять фундамент, кажется неуместным. Если стены стоят в промерзшем грунте, помещение придется постоянно нагревать.

Чем защитить основание здания от холода?

Строители используют различные варианты утепления фундамента. Одни из них известны давно, другие стали применяться после изобретения новых теплоизоляционных материалов.

Более эффективно утеплять до заливки. Однако, если строение уже возведено, можно утеплить и готовый. Для большей части строений его заливают бетоном. Этот материал имеет очень высокую теплопроводность. Летом бетон нагревается, зимой – охлаждается. При помощи теплоизоляции нужно сократить до минимума соприкосновение бетона с грунтом.

Утепление обычно предполагает и гидроизоляционные работы. Если фундамент здания постоянно находится во влажной среде, нужно ограничить доступ влаги в жилые помещения.

Иногда приходится устраивать специальные дренажи, чтобы отвести воду от утеплительных конструкций. Для дренажа устанавливаются трубы с уклоном пять процентов. Трубы располагают на подушке из гравия. Лишняя влага, благодаря устройству дренажа, будет накапливаться, а потом стекать в канализацию или в колодец.

Грунтом

Вопрос, как утеплить фундамент, наши предки решали именно таким образом. Вокруг насыпали слой земли или песка. Земли насыпали столько, что она доходила до уровня пола. Под землей оказывались подвал и сам фундамент.

Утепление грунтом проводят до начала строительства дома. Обязательно нужно предусмотреть вентиляционную шахту для подвального помещения.

• утепляя грунтом, не придется покупать утеплитель;
• дом не будет промерзать через подвал.

• придется разровнять большие объемы земли и песка;
• грунт – слабый теплоизолятор;
• стены фундамента будут пропускать холод в помещение, но в меньших количествах.

Керамзитом

Чтобы разобраться, как правильно утеплить фундамент, опишем, как применяется популярный утеплитель – керамзит. Иногда строители комбинируют утепление грунтом и керамзитом.

Керамзит – пористый материал. Небольшой слой утеплителя позволит сохранить тепло в помещении.

Преимущества и недостатки

Как утеплить фундамент керамзитом:

• на этапе заливки рядом с будущим фундаментом монтируем деревянную опалубку;
• изготавливается смесь из бетона с керамзитом;
• приготовленную смесь заливают в опалубку.

Минусы такого утепления:

• бетон, который смешали с керамзитом, по-прежнему будет проводить холод.

Иногда в качестве опалубки используют шиферные листы. Керамзит – утеплитель хрупкий. Если утеплять керамзитом пол, придется сверху расположить слой минеральной ваты. Вату придется защитить гидроизоляционной пленкой.

Пенополистиролом

Пенополистирол сейчас используется для утепления повсеместно. Материал выпускают в листах, которые легко крепятся на любую поверхность. Пенополистирол не разрушается влагой и имеет низкую теплопроводность. Посмотрим, как можно утеплить фундамент пенополистиролом:

• на готовые стены фундамента наносим гидроизоляцию;
• крепим листы пенополистирола, уложив вначале нижние плиты.

Считается, что утепление извне более эффективно. Однако, если дом уже возведен, можно утеплить здание плитами пенополистирола и со стороны фундамента.

Для крепления плит пенополистирола можно приобрести специальный клей. Утепляя здание пенополистиролом, нельзя забывать о гидроизоляции.

Что с деревянным домом?

Чаще всего фундамент под деревянные дома утепляют керамзитом или пенопластом. Керамзит засыпаем в специальную опалубку, размешав его с бетоном. Плиты пенопласта можно просто приклеить к стенам фундамента, обеспечив гидроизоляцию.

Самый простой и эффективный метод утепления фундамента деревянного дома – распылить пенополиуретан. Не требуется никаких дополнительных работ и отдельной гидроизоляции. При помощи специального пистолета мы напыляем утеплитель на все поверхности. Пенополиуретан мгновенно засыхает. Он образует ровную, непроницаемую для холода и влаги поверхность.

Если пенополиуретан наносился на внешнюю сторону здания, его следует закрыть другими материалами. Утеплитель боится прямых солнечных лучей. Приклеиваем на слой пенополиуретана монтажную сетку, на которую можно наносить выравнивающую штукатурку.

Пенопластом

Мы рассказали, как утеплить фундамент. Если под домом находится подвал, его стены также нужно утеплить. Теплый подвал уменьшит поступление прохладного и влажного воздуха в жилые помещения. Что для этого сделать:

• готовим стены подвала, очистив их от мусора и отвалившейся штукатурки;
• все неровности стены замазываем раствором, чтобы плиты идеально прилегали к поверхности;
• смазываем плиты пенопласта специальным клеем;
• клеим плиты, начиная с пола;
• дополнительно фиксируем плиты утеплителя пластиковыми дюбелями;
• клеим на плиты сетку и наносим на нее выравнивающую смесь;
• можно крепить отделочные материалы.

Очень важно изолировать подвальные помещения от влаги.

Как изолировать подвал от избытка влаги

В подвале должно быть сухо. Если сквозь стенки будет просачиваться влага, все усилия по утеплению не принесут результата. Другая проблема – конденсат. Влага, не находя выхода из подвального помещения конденсируется на стенках и на потолке. Может появиться плесень или грибок.

Во влажной среде многие утеплительные материалы теряют свои характеристики и становятся бесполезными. Например, намокшая минеральная вата, не препятствует проникновению прохладного воздуха в помещение.

Как правильно утеплить фундамент и подвальное помещение, чтобы избежать избытка влаги?
Очень важно предусмотреть в подвальном помещении вентилирующие отверстия. Когда появится приток свежего воздуха, влага сможет покидать подвал.

Если в подвале высокая влажность, можно утеплить его стены утеплителем, не реагирующим на влагу. Можно с помощью специального оборудования покрыть все подвальное помещение тонким слоем теплоизоляционной пены. Этот материал мгновенно вспучивается и образует гладкую поверхность, которая не пропускает влагу.

Утепленный теплоизолированный фундамент лучший для дома

Для защиты фундамента от воздействия сил морозного пучения грунта подошву фундамента здания обычно закладывают ниже глубины промерзания.

На пучинистых грунтах на боковую поверхность заглубленного фундамента все равно действуют касательные силы морозного пучения, которые стремятся вытолкнуть фундамент из грунта.

Величина этих сил часто бывает достаточна для того, чтобы зимой немного приподнимать относительно легкий малоэтажный дом. А летом дом опускается, и не всегда на старое место.

Кроме того, для малоэтажного дома без подвала ленточный фундамент на глубину промерзания — это неоправданные затраты материалов и денег на его сооружение.

Мелкозаглубленный фундамент для частного дома

Для малоэтажных зданий часто применяют мелкозаглубленный фундамент. Такой фундамент при морозном пучении грунта снижает деформации стен дома до допустимого уровня за счет усиленного армирования и замены части пучинистого грунта на непучинистый.

На таком фундаменте дом два раза в год деформируется, пускай и в допустимых пределах.

Расширение воды при замерзании в грунте под подошвой фундамента ежегодно «разрыхляет» грунт, что снижает его несущую способность.

Усиленное армирование заметно увеличивает затраты на сооружение фундамента, особенно на сильно пучинистых грунтах.

Как морозное пучение грунта разрушает дом

Как видим, на пучинистых грунтах любой фундамент, а значит и дом в целом, регулярно испытывает деформации, вызванные воздействием сил морозного пучения. С течением времени периодически возникающие деформации имеют свойство накапливаться. Так, многократное перегибание проволоки, в конце концов, ломает её.

Со временем может возрасти степень пучинистости грунта в основании фундамента, например, из-за повышения влажности по каким либо причинам.

Не редкость ошибки при проектировании дома, например, в определении степени пучинистости грунта или в выборе конструкции фундамента.

Отсюда вывод — от воздействия сил морозного пучения дом начинает разрушаться в первую же зиму после постройки.

Вопрос только в том, сколько времени потребуется для появления видимых следов разрушения — после первой зимы или лет через сто?

Как пучинистый грунт заставить не пучиниться?

С появлением новых теплоизолирующих материалов все большую популярность приобретает другой путь защиты от воздействия сил морозного пучения грунта – утепление фундамента и грунта вблизи него для того, чтобы земля под домом не промерзала.

Такой способ защиты исключает промерзание грунта и воздействие сил морозного пучения на здание.

Конструкцию теплоизолированного фундамента и стен дома выбирают без учета воздействия на них сил морозного пучения, что существенно снижает стоимость строительства.

Размещение подошвы фундаментов на малой глубине (0,3-0.4 м) от дневной поверхности, вместо закапывания фундамента на глубину промерзания, значительно сокращает трудоемкость и стоимость работ по возведению малоэтажных зданий, экономит материалы и снижает продолжительность строительства.

Такие фундаменты широко применяются в Скандинавских странах, Канаде и США.

В России их все еще используются неоправданно мало, не смотря на то, что для проектирования и строительства теплоизолированных фундаментов в России разработаны и утверждены нормативные документы. Все новое, как обычно, с трудом доходит до сознания застройщиков и проектировщиков.

Значительную долю от общей стоимости малоэтажных зданий составляют затраты на устройство фундамента. Удешевление строительства многим участникам этого процесса просто не выгодно.

Пучинистые грунты в основании фундаментов широко распространены в России. Легче перечислить непучинистые грунты.

Практически непучинистыми грунтами могут быть: мелкие и пылеватые пески и глинистые грунты твердой консистенции при глубоком залегании уровня грунтовых вод, а именно мелкие пески при Z>0,5 м. пылеватые пески при Z>1,0 м, супеси при Z>1,5 м, суглинки при Z>2,5 м и глины при Z>3,0 м (Z — глубина залегания уровня грунтовых вод , считая от подошвы слоя сезонного промерзания грунта).

Непучинистые грунты — грунты, которые не изменяют свой объем и свойства при промерзании-оттаивании. К ним относятся галька, гравий, щебень, крупно- и среднезернистые пески, а также их смеси.

Устройство теплоизолированного фундамента мелкого заложения – ТФМЗ

Схема укладки и параметры теплоизоляционного слоя в фундаментах отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола показаны на рис. 1.

Рис.1. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий. 1 — фундамент; 2 — стена; 3 — пол; 4,5 — теплоизоляция горизонтальная и вертикальная; 6 — защитное покрытие; 7 — песчаная подготовка; 8 — отмостка; 9 — ПГС 10 — дренаж; 11 — теплоизоляция пола.

В качестве теплоизолированного фундамента мелкого заложения (далее – теплый фундамент) используются фундаменты на грунтовой подушке (столбчатые, ленточные или фундаментные плиты), подошва которых закладывается на глубину 0.4 м в отапливаемых зданиях и на глубину 0,3 м в неотапливаемых зданиях.

Неотапливаемые здании — это здания с температурой воздуха в помещениях зимой, равной или ниже +5 °С.

Конструкция теплоизолированного фундамента включает в себя специальным образом уложенную теплоизоляцию из плит экструдированного пенополистирола, (XPS, пеноплекс и т.п.) позволяющую уменьшить глубину сезонного промерзания под подошвой фундамента и удержать границу промерзания в слое непучинистого грунта (грунтовой подушке).

Грунтовую подушку, устраивают в отапливаемых зданиях непосредственно под подошвой фундаментов. Толщина грунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже +17 °С принимается равной 0,2 м, с температурой воздуха ниже 17 °С, но выше 5 °С — равной 0,4 м.

Во избежание деформаций фундамента от действия касательных сил пучения пазухи котлованов также засыпаются непучинистым грунтом.

В качестве материала для устройства подушки может быть использован песок гравелистый, крупный и средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак. В случае необходимости увеличения несущей способности основания целесообразно применять песчано-щебеночную подушку, состоящую из смеси песка крупного или средней крупности (40 %), щебня или гравия (60 %).

Устройство подушек и засыпку пазух и траншей следует выполнять с послойным трамбованием или уплотнением площадочными вибраторами. При применении щебеночных подушек для сохранения плит утеплителя от продавливания следует применять выравнивающий слой песка, превышающий по толщине фракцию щебня в два раза.

Товары для строительства и ремонта

Для защиты грунтов основания от обводнения поверхностными и грунтовыми водами на дневной поверхности по периметру здания по песчаной подготовке толщиной 5 см на ширину теплоизоляционной юбки устраивается асфальтовая или бетонная отмостка толщиной 2-3 см. Отмостке придается уклон от здания 3%.

Кроме того, в грунтовой подушке вблизи ее подошвы по всему периметру теплоизоляционной юбки устраивается трубчатый дренаж с выпуском в ливневую канализацию или в пониженные места за пределами здания.

В отапливаемых зданиях утеплитель толщиной b y укладывается вертикально, по внешней поверхности фундамента и цоколя здания на высоту не менее 1,0 м (рис.1) от подошвы фундамента, а также горизонтально за контуром здания на глубине заложения подошвы фундамента на ширину D h , с образованием теплоизоляционной юбки толщиной b h по всему наружному периметру фундамента, кроме углов.

На углах здания толщина b c утеплителя увеличивается на участках длиной L с .

Для стока воды теплоизоляция юбки укладывается с уклоном от фундамента 3% .

Не укладывайте теплоизоляцию под отмостку

В некоторых источниках даются рекомендации, укладывать горизонтальную и вертикальную теплоизоляцию на уровень под отмостку. Так мол проще. Действительно проще, но эффективность теплоизоляции сильно снижается.

Компьютерное моделирование и натурные испытания показывают, что если расположить нижнюю границу вертикального и горизонтального слоя на 30-40 см ниже поверхности земли, у подошвы фундамента (как показано на рисунках), то температура грунта под фундаментом существенно повышается.

Как оказалось, при высоком расположении утеплителя, холод к фундаменту пробирается по грунту сбоку. Размещение теплоизоляции на уровне под отмосткой потребует значительного увеличения объема теплоизоляции.

Следует заметить, что в современном домостроении вертикальную теплоизоляцию выполняют для любых фундаментов в целях энергосбережения — для уменьшения потерь тепла через цокольную часть дома. Следовательно, дополнительные затраты на утепление фундамента требуются только на устройство горизонтальной теплоизоляции. Но, как уже написано выше, эти расходы на утепление фундамента с лихвой перекрываются экономией от облегчения его конструкции.

В не отапливаемых зданиях утеплитель укладывается только горизонтально под подошвой фундамента в пределах всего здания и изоляционной юбки, которая выступает за контур здания на ширину D h .

Толщина слоя утеплителя принимается постоянной и равной b h (рис. 2). В неотапливаемых зданиях грунтовая подушка толщиной H устраивается под слоем теплоизоляции, на который опирается сам фундамент.

Если у отапливаемых зданий имеются холодные пристройки, например, террасы, крыльца, то теплоизоляционной юбке придается форма, показанная на рис.3, а ширина юбки здания увеличивается на ширину пристройки. При этом ее параметры принимаются как для неотапливаемого здания.

Для защиты вертикальной изоляции, расположенной на внешней поверхности фундамента и цоколя здания, от механических повреждений, атмосферных воздействий, ультрафиолетового излучения и обеспечения долговечности конструкции необходимо предусмотреть светонепроницаемое и стойкое к атмосферным воздействиям защитное покрытие, которое совместимо с материалом изоляции. Защитное покрытие заглубляется в грунт не менее 15 см.

Для защиты горизонтальной теплоизоляционной юбки от механических повреждений, возникающих в результате воздействия колесной или точечной нагрузки на асфальтовое покрытие или тротуарную плитку в процессе эксплуатации, должна быть предусмотрена защита теплоизоляционных плит листовым материалом. Защитный слой располагается на верхней поверхности теплоизоляционных плит.

В процессе проектирования и строительства теплого фундамента необходимо предусмотреть мероприятия но недопущению возникновения «мостиков холода», снижающих эффективнось утепления фундамента.

На строительном рынке появился еще один теплоизоляционный материал, пригодный для утепления фундаментов. Это плиты и блоки из пеностекла.