De grond zwelt op als de vloeistof erin bevriest. IJs is minder dicht dan water en heeft de neiging een groter volume in te nemen. Uitzetting leidt tot afschuiving van bodemdeeltjes en zwelling van de aardlagen. Zware gronden bevatten veel vocht, waardoor het aanleggen van funderingen in dergelijke lagen riskant wordt als je geen maatregelen neemt.
Kenmerken van deinende grond
Frost deining is de vervorming van met vocht verzadigde bodems binnen het volume. Cryogene zwelling van niet-rotsachtige bodems treedt op als gevolg van kristallisatie van druppels en decompactering van organische componenten. IJsinsluitingen in niet-rotsachtige rotsen nemen de vorm aan van polykristallen, tussenlagen, lenzen. De slibachtige kleilagen zwellen op door het opstijgen van vocht uit de onderliggende lagen naar het vriesgebied.
Deiningsopties:
- als het vocht gelijkmatig langs de verticaal van de grond wordt verdeeld, verschijnt zwelling op het niveau van 3%;
- stromingsbeweging of ongelijkmatige bevriezing leidt tot een toename van zwelling tot 10-25%.
De structuren van de funderingen stijgen op uit de zwelling van de grond, maar in het voorjaar, tijdens het ontdooien, kunnen ze niet samen met de grond in de tegenovergestelde richting neerslaan, het effect van knikken van de steunen (pilaren, monolithische en geprefabriceerde riemen) ontstaat. In veengebieden, die op verschillende manieren zijn gevormd, ontstaan langdurig zwellende terpen.
Tijdens de winterdooi migreren waterstromen, die vervolgens bevriezen. Dit fenomeen herhaalt zich vele malen en leidt tot het verschijnen van volumetrische ijsballen. Hobbels groeien met een snelheid van maximaal 10 - 20 cm per jaar. Losse bodems bevriezen in de winter in het lichaam van de ingegraven fundering en verhogen deze in de lente. De holte onder de steun is gevuld met vloeibare of vloeibare grond. Het proces wordt meerdere jaren herhaald en leidt tot de ineenstorting van het huis.
De niet-rotsachtige categorie omvat klastische rotsen en rotsachtige bodems. Fragmenten worden verkregen wanneer mijnrotsen worden vernietigd, steenslag, grind en andere materialen met grote korrels in de samenstelling vallen in de groep. Dit omvat ook zand van middelgrote en grote fracties.
Een toename van structurele deeltjes leidt tot een afname van de mate van deining. Funderingen in dergelijke lagen worden begraven ongeacht het vriespunt en het niveau van de bodemvloeistof.
Hoe de grondsoort te bepalen?
Veldonderzoeken omvatten instrumentele studies en observatie van het gedrag van verankerde dieptemarkeringen (benchmarks). Er worden apparaten (straalmeters) gebruikt, die in de structuur een warmte-isolerende container voor grond bevatten met een ondersteunend monster en afschuifmeetsensoren.
De neiging van de grondlaag om te zwellen wordt de mate van vorstdeining genoemd. Het wordt gevonden door de formule F = (R - r) / rwaar:
- F - de mate van deining;
- R - de hoogte van de gezwollen laag;
- r Is de hoogte van het monster voor het invriezen.
Deinende bodems omvatten bodems waarvan de indicatoren meer dan 0,01 zijn, dergelijke rotsen vergroten het volume met meer dan 1 cm bij een vriesdiepte van 1 m.
De evaluatie bestaat uit het onderzoeken van een proeffundering met anti-deinende verankeringselementen. Het meetinstrument heeft een verend element, waarvan de vervormingen de mate van zwelling aangeven. De lineaire afmetingen van de verschuiving worden vastgelegd door sensoren en detectoren.
Er zijn methoden om de mate van deining te bepalen zonder de integriteit van de monsters onder invloed van vervormingskrachten te schenden. Informatieve sensoren worden niet in de grond gestoken, de apparaten komen niet in contact met de grondlaag.
Dergelijke onderzoeken omvatten:
- gammascopie;
- ultrasone röntgenfoto;
- laser methode.
Dergelijke apparaten registreren verschuivingen en verplaatsingen van minerale deeltjes tijdens vervorming op afstand, maar het lezen en werken met indicatoren vereist speciale technische kennis en vaardigheden.
Bij het bouwen van een privéwoning wordt een laboratoriumonderzoek van een monster van de landlaag op de site besteld. De analyse kost wat tijd, maar als gevolg hiervan wordt een officiële conclusie en een certificaat over de samenstelling en eigenschappen van de bodem op de bouwplaats afgegeven.
Er is een ruwe schatting, die volgens de granulometrische structuur zeker de niet-poreuze grond zal bepalen. De gemiddelde toetsing wordt uitgevoerd volgens de formules. Een nauwkeurig resultaat wordt verkregen uit een veldonderzoek of laboratoriumonderzoek.
Classificatie van bodems naar type zwelling
In de winter is de zwelling zo krachtig dat het draagvlak samen met het gebouw omhoog komt, terwijl in het voorjaar de verhoogde constructie niet meer terugkomt in zijn gebruikelijke positie. De dichtheid van ijsinsluitingen is 916 kg / m3, een vergelijkbare indicator van water is 1000 kg / m3. Dit suggereert dat het volume ijs 9% groter is dan het volume water, daarom wordt er een extra belasting gecreëerd op de structuur van de aardlaag. De grond beweegt onder invloed van de drukkracht, maar kan de diepliggende lagen niet verplaatsen, maar heft het bovenste deel samen met het gebouw op.
Classificatie van deinende gronden:
- niet-poreus;
- licht gezwollen;
- gemiddeld poreus;
- sterk gezwollen.
De lijst is gebaseerd op de grootte van de stroomsnelheden en de vochtgehalteverhouding. Zwakke vloeistoffen hebben een vloeigrens van 0 - 0,25, een watergehaltecoëfficiënt - 0,6 - 0,8. De categorie omvat grofkorrelige rotsen met zanderige vulstof, die niet meer dan 30% van de massa mag zijn.
De medium-poreuze groep omvat klei, zandige leem met een vloeibaarheidswaarde van 0,25 - 0,5, slibachtig en fijn zand - vloeibaarheid 0,8 - 0,93 en rotsfragmenten waarin meer dan 30% zandvulstof zit. Zwaar deinend wordt vertegenwoordigd door bodems met een kleivloeibaarheid van meer dan 0,5, een deiningsgraad van meer dan 0,07 en met vocht verzadigde zanden met een watercoëfficiënt van meer dan 0,95.
Frost zwelt de meeste kleien op, waardoor het volume tot 15% toeneemt. Zand, vooral van rotsachtige en steenachtige rotsen, zwelt praktisch niet op bij bevriezing. Het verschil is dat de klei het water in de structuur vasthoudt, terwijl het zand het tussen de fijne deeltjes laat passeren.
De neiging tot een opgeblazen gevoel hangt af van de chemische en minerale samenstelling. Kaolinietrotsen zijn minder mobiel dan monorillonietbodems. Bodems met een hoog kaliumgehalte zijn een goede basis voor funderingen.
Manieren om deining van de grond tegen te gaan
Methoden voor het verminderen van bodemvocht die de bodemstabiliteit behouden en slechte effecten voorkomen:
- het leggen van drainagecollectoren voor het afvoeren van bodemvocht;
- verticale planning met een wandhelling van minimaal 5% zodat water het oppervlak verlaat;
- vermindering van het voorkomen van ondersteuningen door de onstabiele fundering te vervangen door vaste grond;
- het apparaat van waterdicht blind gebied rond de omtrek van het gebouw;
- regelmatige activiteiten om water te verminderen;
- verdichting van de aarde voor het opvullen van de funderingsholten;
- eliminatie van bedreigingen van watervoorziening en riolering doorbraak;
- afgelegen ligging van de fundering van putten, een reservoir, wasstations, communicatie.
Bodemverdroging als gevolg van het aanleggen van een drainagesysteem is belangrijk. Het terrein wordt ontwaterd door het maken van een zandbed en het aanbrengen van geperforeerde leidingen.Drainage is langs de omtrek aangebracht en niet ver van de put (0,5 m), wordt een gat gegraven met een diepte ter hoogte van het begin. Een geïsoleerde buis met een helling wordt in de sloot gehaald en bestrooid met grof grind of zand.
Het gladde oppervlak van het dakbedekkingsmateriaal onder de funderingszool zal de verticale opheffing gladmaken en een glijdend effect veroorzaken. Hetzelfde effect wordt bereikt door het grondoppervlak onder de hiel van de fundering glad te strijken. Onstabiele grond wordt vervangen door vaste grond, bijvoorbeeld grof grindzand. De put wordt onder het vriespunt gegraven, de deinende aarde wordt verwijderd en een nieuwe laag wordt op zijn plaats gegoten en aangedrukt. Dit is een effectieve methode, maar er komt veel grondwerk bij kijken.
Hoe de fundering van een gebouw te beveiligen?
De fundering wordt onder het vriespunt gelegd - dus de druk van het deinen zal niet op de basis inwerken. Wat het zijoppervlak betreft, zullen gronddeeltjes aan de drager bevriezen en de fundering optillen wanneer deze gezwollen is. Daarom wordt diepleggen alleen gebruikt voor zware gebouwen met vloeren en muren van gewapend beton en muren van baksteen en beton.
Bodemopwarming wordt gebruikt als een methode om de invloed van de bodem te verminderen tijdens de constructie van ondiepe steunen voor een huis gemaakt van lichte materialen. Bevriezing van de grond is uitgesloten en vocht doet de grond niet zwellen. Een isolerende laag wordt op de grond gelegd, de breedte van de tape komt overeen met de vrieshoogte. De dikte van de isolatie wordt berekend afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal en het klimaat in de regio.
De fundering wordt beschermd door de introductie van speciale toevoegingen, bijvoorbeeld de grond wordt gezouten. Dit tijdelijke effect wordt gebruikt tijdens de bouw van het huis. Kaliumchloride of technisch natriumchloride wordt gebruikt met een snelheid van 30 kg per kubieke meter aarde. Het wordt gemengd met opvulgrond en geïnjecteerd in de ruimte rond de basis van het huis. Dit gebeurt op een diepte van 0,5 tot 1,0 meter.
De grond is geïmpregneerd met een oplossing op oliebasis. Twee lagen worden gemaakt op de grens met het zijoppervlak van de fundering met opvulling van de sinussen. De samenstelling omvat bitumen, calciumoxide, anionische actieve componenten, water. De hoeveelheid van de oplossing wordt genomen op het niveau van 5 - 10% van de massa van de grond. Polymeermodificatoren worden gebruikt voor vermenging met de grond, die het glazuur vertragen.
