Der Boden quillt auf, wenn die Flüssigkeit darin gefriert. Eis ist weniger dicht als Wasser und nimmt tendenziell ein größeres Volumen ein. Die Expansion führt zur Scherung von Bodenpartikeln und zum Aufquellen der Erdschichten. Schwere Böden enthalten viel Feuchtigkeit, daher wird der Bau von Fundamenten in solchen Schichten riskant, wenn Sie keine Maßnahmen ergreifen.
Merkmale von wogenden Böden
Frosthebung ist die Verformung von feuchtigkeitsgesättigten Böden innerhalb des Volumens. Die kryogene Quellung von nicht steinigen Böden erfolgt durch Kristallisation von Tröpfchen und Zersetzung organischer Bestandteile. Eiseinschlüsse in nicht felsigen Gesteinen treten in Form von Polykristallen, Zwischenschichten, Linsen auf. Die schluffig-tonigen Schichten quellen durch das Aufsteigen von Feuchtigkeit aus den darunter liegenden Schichten in den Gefrierbereich.
Huboptionen:
- wenn die Feuchtigkeit gleichmäßig entlang der Vertikalen des Bodens verteilt wird, tritt eine Quellung von 3% auf;
- Fließbewegung oder ungleichmäßiges Einfrieren führt zu einer Zunahme der Quellung bis zu 10-25%.
Die Strukturen der Fundamente erheben sich durch das Aufquellen des Bodens, können sich jedoch im Frühjahr beim Auftauen nicht mit dem Boden in die entgegengesetzte Richtung absetzen, es tritt die Wirkung des Knickens der Stützen (Pfeiler, monolithische und vorgefertigte Bänder) auf. In Mooren treten langfristig anschwellende Hügel auf, die auf unterschiedliche Weise gebildet werden.
Während des Wintertauens wandern Wasserströme, die anschließend gefrieren. Dieses Phänomen wiederholt sich viele Male und führt zum Auftreten von volumetrischen Eisbällen. Unebenheiten wachsen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 - 20 cm pro Jahr. Lockere Böden frieren im Winter in den Körper des eingegrabenen Fundaments ein und heben es im Frühjahr an. Der Hohlraum unter der Stütze ist mit flüssigem oder verflüssigtem Boden gefüllt. Der Vorgang wiederholt sich über mehrere Jahre und führt zum Einsturz des Hauses.
Die nicht felsige Kategorie umfasst klastische Gesteine und felsige Böden. Fragmente werden erhalten, wenn Bergbaugestein zerstört wird, Schotter, Kies und andere Materialien mit großen Körnern in der Zusammensetzung fallen in die Gruppe. Dazu gehören auch Sande mittlerer und großer Fraktion.
Eine Zunahme der Strukturpartikel führt zu einer Abnahme des Hebungsgrades. Fundamente in solchen Schichten werden unabhängig von der Gefriermarke und dem Stand der Bodenflüssigkeit vergraben.
So bestimmen Sie die Bodenart
Felduntersuchungen umfassen instrumentelle Untersuchungen und die Beobachtung des Verhaltens von verankerten Tiefenmarkierungen (Benchmarks). Angewandte Geräte (Beam Messgeräte), die im Bauwerk einen wärmeisolierenden Behälter für Erdreich mit einer Trägerprobe und Schermesssensoren enthalten.
Die Neigung der Bodenschicht zum Aufquellen wird als Frostauftrieb bezeichnet. Es wird durch die Formel gefunden F = (R - r) / rwo:
- F - der Grad des Hebens;
- R - die Höhe der geschwollenen Schicht;
- r Ist die Höhe der Probe vor dem Einfrieren.
Hebeböden umfassen Böden, deren Indikatoren mehr als 0,01 betragen. Solche Gesteine vergrößern das Volumen bei einer Gefriertiefe von 1 m um mehr als 1 cm.
Die Begutachtung besteht in der Untersuchung eines Testfundaments mit Verankerungselementen gegen Aufwühlen. Das Messgerät verfügt über ein federndes Element, dessen Verformungen den Quellungsgrad anzeigen. Die linearen Abmessungen der Verschiebung werden durch Sensoren und Detektoren festgelegt.
Es gibt Verfahren zur Bestimmung des Hebungsgrades, ohne die Integrität der Proben unter dem Einfluss von Verformungskräften zu verletzen. Informative Sensoren werden nicht in den Boden eingelassen, die Geräte kommen nicht mit der Bodenschicht in Berührung.
Solche Studien umfassen:
- Gammaskopie;
- Ultraschall-Röntgen;
- Laser-Methode.
Solche Geräte zeichnen Verschiebungen und Verschiebungen von Mineralpartikeln bei Verformungen aus der Ferne auf, aber das Lesen und Arbeiten mit Indikatoren erfordert besondere technische Kenntnisse und Fähigkeiten.
Beim Bau eines Privathauses wird eine Laboruntersuchung einer Probe der Landschicht auf dem Gelände in Auftrag gegeben. Die Analyse nimmt einige Zeit in Anspruch, aber als Ergebnis werden ein offizielles Fazit und ein Zertifikat über die Zusammensetzung und Eigenschaften des Bodens auf der Baustelle ausgestellt.
Es gibt eine grobe Schätzung, die aufgrund der granulometrischen Struktur sicherlich den nicht porösen Boden bestimmen wird. Die Durchschnittsprüfung wird nach Formeln durchgeführt. Ein genaues Ergebnis wird aus einer Felduntersuchung oder einer Laborstudie erhalten.
Einteilung der Böden nach Art der Quellung
Im Winter ist die Quellung so stark, dass sie den Tragsockel zusammen mit dem Gebäude anhebt, während im Frühjahr der aufgeständerte Baukörper nicht in seine gewohnte Position zurückkehrt. Die Dichte der Eiseinschlüsse beträgt 916 kg / m3, der gleiche Indikator für Wasser beträgt 1000 kg / m3. Dies deutet darauf hin, dass das Eisvolumen 9% mehr als das Kubikvolumen von Wasser beträgt, daher wird die Struktur der Erdschicht zusätzlich belastet. Der Boden bewegt sich unter der Wirkung der Druckkraft, kann aber die tiefer liegenden Schichten nicht bewegen, sondern hebt den oberen Teil zusammen mit dem Gebäude an.
Klassifikation der hebenden Böden:
- nicht porös;
- leicht geschwollen;
- mittelporös;
- stark geschwollen.
Die Liste basiert auf der Größe der Durchflussmengen und dem Feuchtigkeitsgehaltsverhältnis. Schwache Flüssigkeiten haben eine Fließgrenze von 0 - 0,25, einen Wassergehaltskoeffizienten - 0,6 - 0,8. Die Kategorie umfasst grobkörniges Gestein mit sandigem Füllstoff, der nicht mehr als 30% der Masse betragen sollte.
Die mittelporöse Gruppe umfasst Tone, sandiger Lehm mit einem Fließfähigkeitswert von 0,25 - 0,5, schluffiger und feiner Sand - Fließfähigkeit 0,8 - 0,93 und Gesteinsschutt, in dem mehr als 30% Sandaggregate enthalten sind. Starke Hebungen werden durch Böden mit einer Tonfließfähigkeit von mehr als 0,5, einem Hebungsgrad von mehr als 0,07 und feuchtigkeitsgesättigten Sanden mit einem Wasserkoeffizienten von mehr als 0,95 dargestellt.
Frost quillt die meisten Tone auf, was das Volumen um bis zu 15% erhöht. Sande, insbesondere von felsigen und steinigen Gesteinen, quellen beim Einfrieren praktisch nicht auf. Der Unterschied besteht darin, dass der Ton das Wasser in der Struktur hält, während der Sand es zwischen den feinen Partikeln passieren lässt.
Die Neigung zu Blähungen hängt von der chemischen und mineralischen Zusammensetzung ab. Kaolinitgesteine sind weniger mobil als Monorillonitböden. Böden mit einem hohen Kaliumgehalt sind eine gute Grundlage für Foundations.
Möglichkeiten, Bodenaufwölbungen zu bekämpfen
Methoden zur Reduzierung der Bodenfeuchtigkeit, die die Bodenstabilität erhalten und schlechte Auswirkungen verhindern:
- Verlegung von Drainagekollektoren zur Entfernung von Bodenfeuchtigkeit;
- vertikale Planung mit einer Wandneigung von mindestens 5 %, damit Wasser die Oberfläche verlassen kann;
- Verringerung des Auftretens von Stützen durch Ersetzen des instabilen Fundaments durch festen Boden;
- die Vorrichtung des wasserdichten Blindbereichs um den Umfang des Gebäudes;
- regelmäßige Aktivitäten, um Wasser zu reduzieren;
- Verdichtung des Erdreichs zum Verfüllen der Fundamenthohlräume;
- Beseitigung von Bedrohungen der Wasserversorgung und des Abwasserdurchbruchs
- Entfernung des Fundaments von Brunnen, Reservoir, Waschstationen, Kommunikation.
Die Austrocknung des Bodens durch die Installation eines Entwässerungssystems ist wichtig. Die Baustelle wird entwässert, wenn ein Sandbett hergestellt und perforierte Rohre installiert werden.Entlang des Umfangs ist eine Entwässerung angeordnet, und nicht weit von der Grube (0,5 m) wird ein Loch mit einer Tiefe in Höhe des Anfangs gegraben. Ein isoliertes Rohr mit Gefälle wird in den Graben herausgeführt und mit grobem Kies oder Sand bestreut.
Die glatte Oberfläche des Dachmaterials unter der Fundamentsohle glättet den vertikalen Auftrieb und verursacht einen Gleiteffekt. Der gleiche Effekt wird durch das Glätten der Bodenoberfläche unter dem Fundamentfuß erzielt. Instabiler Boden wird durch festen Boden, beispielsweise groben Kiessand, ersetzt. Die Grube wird unterhalb der Gefriergrenze ausgehoben, die Hebung wird entfernt und an ihrer Stelle eine neue Schicht gegossen und festgestampft. Dies ist eine effektive Methode, erfordert jedoch ein großes Volumen an Landarbeit.
So sichern Sie das Fundament eines Gebäudes
Das Fundament wird unterhalb der Gefriermarke gelegt - der Hubdruck wirkt also nicht auf den Untergrund. Was die Seitenfläche betrifft, gefrieren Bodenpartikel an der Stütze und heben das Fundament an, wenn sie aufquellen. Daher wird die tiefe Verlegung nur für schwere Konstruktionen mit Stahlbetonböden und mit Wänden aus Ziegeln oder Beton verwendet.
Die Bodenerwärmung wird verwendet, um den Einfluss des Bodens beim Bau von flachen Stützen für ein Haus aus leichten Materialien zu verringern. Ein Einfrieren des Bodens ist ausgeschlossen und Feuchtigkeit quillt den Boden nicht auf. Auf den Boden wird eine Dämmschicht gelegt, die Breite des Bandes entspricht der Gefrierhöhe. Die Dicke der Dämmung wird in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften und dem Klima in der Region rechnerisch übernommen.
Das Fundament wird durch das Einbringen spezieller Zusätze geschützt, beispielsweise wird der Boden gesalzen. Dieser temporäre Effekt wird beim Bau des Hauses genutzt. Kaliumchlorid oder technisches Natriumchlorid wird in einer Menge von 30 kg pro Kubikmeter Erde verwendet. Es wird mit Verfüllerde vermischt und in den Raum um den Sockel des Hauses injiziert. Es wird in einer Tiefe von 0,5 bis 1,0 Metern durchgeführt.
Der Boden wird mit einer Lösung auf Ölbasis imprägniert. An der Grenze zur Seitenfläche des Fundaments werden zwei Schichten mit Hinterfüllung der Nebenhöhlen hergestellt. Die Zusammensetzung umfasst Bitumen, Calciumoxid, anionische Wirkstoffe, Wasser. Die Menge der Lösung wird in Höhe von 5 - 10% der Bodenmasse genommen. Zur Vermischung mit dem Boden werden Polymermodifikatoren verwendet, die die Vereisung verzögern.
