Was ist wogender und nicht wogender Boden? Welches Fundament ist beim Bauen auf wogenden Böden zuverlässiger? Welche Böden heben sich?

Hebephänomene sind heimtückische und unzeremonielle Prozesse, die in feuchten tonigen, feinsandigen und staubigen Böden während ihres saisonalen Gefrierens auftreten. Sie können nicht ignoriert werden, was jedem klar ist, selbst einem Entwickler mit geringen Baukenntnissen. Viele Menschen erkannten dies, als sie im Frühjahr einen Riss in der Backsteinmauer eines Landhauses entdeckten, die schiefen Tür- und Fensteröffnungen eines Fachwerk-Landhauses sahen und einen gefährlich schiefen Zaun bemerkten.

Hebephänomene sind nicht nur große Verformungen des Bodens, sondern auch enorme Kräfte – Dutzende Tonnen, die zu großer Zerstörung führen können.

Die Schwierigkeit bei der Beurteilung der Auswirkungen von Bodenbewegungen auf Gebäude liegt in ihrer Unvorhersehbarkeit aufgrund der gleichzeitigen Wirkung mehrerer Prozesse. Um dies besser zu verstehen, beschreiben wir einige Konzepte, die mit diesem Phänomen verbunden sind.

Frost weht, wie Experten dieses Phänomen nennen, ist darauf zurückzuführen, dass feuchter Boden während des Gefriervorgangs an Volumen zunimmt.

Dies geschieht, weil das Volumen von Wasser beim Gefrieren um 12 % zunimmt (weshalb Eis auf dem Wasser schwimmt). Je mehr Wasser sich also im Boden befindet, desto stärker ist er aufgewühlt. So steigt ein Wald in der Nähe von Moskau, der auf sehr wogenden Böden steht, im Winter um 5...10 cm gegenüber seinem Sommerniveau. Äußerlich ist es unsichtbar. Wenn ein Pfahl jedoch mehr als 3 m in den Boden gerammt wird, kann das Aufsteigen des Bodens im Winter anhand der auf diesem Pfahl angebrachten Markierungen verfolgt werden. Der Anstieg des Bodens im Wald könnte 1,5-mal größer sein, wenn es keine Schneedecke gäbe, die den Boden vor dem Gefrieren schützt.

Böden werden je nach Hebungsgrad unterteilt in:

– starke Hebung – Hebung 12 %;

– mittlere Hebung – Hebung 8 %;

– leicht hebend – 4 % hebend.

Bei einer Gefriertiefe von 1,5 m beträgt die Bodenaufwirbelung 18 cm.

Die Hebung des Bodens wird durch seine Zusammensetzung, Porosität und den Grundwasserspiegel (GWL) bestimmt. Ebenso werden tonige Böden, feine und schluffige Sande als wogende Böden und grobe Sand- und Kiesböden als nicht wogende Böden klassifiziert.

Schauen wir uns an, womit das zusammenhängt.

Erstens.

In Tonen oder Feinsanden steigt die Feuchtigkeit aufgrund der Kapillarwirkung recht hoch aus dem Grundwasserspiegel auf und wird dort gut zurückgehalten. Hier treten Benetzungskräfte zwischen Wasser und der Oberfläche von Staubpartikeln auf. In grobkörnigen Sanden steigt die Feuchtigkeit nicht auf und der Boden wird nur entsprechend dem Grundwasserspiegel feucht. Das heißt, je dünner die Bodenstruktur, desto höher steigt die Feuchtigkeit, desto logischer ist es, ihn als schwereren Boden einzustufen.

Der Wasseranstieg kann erreichen:
– 4...5 m in Lehm;
– 1...1,5 m in sandigem Lehm;
– 0,5...1 m in staubigem Sand.

Dabei hängt der Grad der Bodenaufhebung sowohl von der Kornzusammensetzung als auch vom Grundwasser- bzw. Hochwasserspiegel ab.

Leicht hebender Boden
– 0,5 m – in staubigem Sand;
– bei 1 m – in sandigem Lehm;
– 1,5 m – in Lehm;
– auf 2 m – in Ton.

Mittelschwerer Boden– wenn der Grundwasserspiegel unterhalb der berechneten Gefriertiefe liegt:
– 0,5 m – in sandigem Lehm;
– bei 1 m – in Lehm;
– 1,5 m – in Ton.

Stark aufgewühlter Boden– wenn der Grundwasserspiegel unterhalb der berechneten Gefriertiefe liegt:
– um 0,3 m – in sandigem Lehm;
– um 0,7 m – in Lehm;
– um 1,0 m – in Ton.

Übermäßig aufgewirbelter Boden– wenn der Grundwasserspiegel höher ist als bei stark aufgewühlten Böden.

Bitte beachten Sie, dass Mischungen aus grobem Sand oder Kies mit schluffigem Sand oder Ton bei wogenden Böden voll zum Tragen kommen. Liegt der Schluff-Ton-Anteil im Grobboden über 30 %, wird der Boden ebenfalls als Hebungsboden eingestuft.

Zweitens.

Der Prozess des Bodengefrierens erfolgt von oben nach unten, wobei die Grenze zwischen nassem und gefrorenem Boden mit einer bestimmten Geschwindigkeit abfällt, die hauptsächlich durch die Wetterbedingungen bestimmt wird. Feuchtigkeit, die sich in Eis verwandelt, nimmt an Volumen zu und verdrängt sich durch ihre Struktur in die unteren Schichten des Bodens. Die Hebung des Bodens wird auch dadurch bestimmt, ob die von oben herausgedrückte Feuchtigkeit Zeit hat, durch die Bodenstruktur zu sickern oder nicht, und ob der Grad der Bodenfiltration ausreicht, damit dieser Prozess mit oder ohne Hebung abläuft. Wenn grober Sand der Feuchtigkeit keinen Widerstand entgegensetzt und ungehindert abfließt, dehnt sich dieser Boden beim Gefrieren nicht aus (Abbildung 23).

Abbildung 23. Boden an der Frostgrenze:
1 – Sand; 2 – Eis; 3 – Gefriergrenze; 4 – Wasser

Was Lehm angeht, hat die Feuchtigkeit keine Zeit, durch ihn zu entweichen, und dieser Boden wird hebend. Übrigens verhält sich Erde aus grobem Sand, die in einem geschlossenen Volumen, beispielsweise einem Tonbrunnen, platziert wird, wie eine Hebung (Abbildung 24).

Abbildung 24. Sand in einem geschlossenen Volumen hebt sich:
1 – Ton; 2 – Grundwasserspiegel; 3 – Gefriergrenze; 4 – Sand + Wasser; 5 – Eis + Sand; 6 – Sand

Aus diesem Grund wird der Graben unter flachen Fundamenten mit grobkörnigem Sand gefüllt, was es ermöglicht, den Feuchtigkeitsgrad entlang seines gesamten Umfangs auszugleichen und die Unebenheiten von Auftriebserscheinungen auszugleichen. Der Graben mit Sand sollte nach Möglichkeit an ein Entwässerungssystem angeschlossen werden, das das stehende Wasser unter dem Fundament ableitet.

Drittens.

Das Vorhandensein von Druck durch das Gewicht der Struktur beeinflusst auch die Manifestation von Hebephänomenen. Wenn die Bodenschicht unter der Fundamentbasis stark verdichtet ist, nimmt der Auftriebsgrad ab. Darüber hinaus ist das Volumen des verdichteten Bodens unter der Basis des Fundaments umso größer und die Hebung umso geringer, je größer der Druck pro Flächeneinheit des Fundaments ist.

Beispiel

B Region Moskau (Gefriertiefe 1,4 m) Auf mittelschwerem Boden wurde auf einem flachen Streifenfundament mit einer Verlegetiefe von 0,7 m ein relativ leichtes Holzhaus errichtet. Wenn der Boden vollständig gefriert, können die Außenwände des Hauses um fast 6 cm ansteigen (Abbildung 25, a). Wenn das Fundament unter demselben Haus mit derselben Tiefe säulenförmig ausgeführt wird, ist der Druck auf den Boden größer und seine Verdichtung stärker, weshalb der Anstieg der Wände aufgrund des Einfrierens des Bodens nicht mehr als 2... beträgt. 3 cm (Abbildung 25, b).

Abbildung 25. Der Grad der Bodenaufhebung hängt vom Druck auf den Untergrund ab:
A – unter dem Streifenfundament; B – unter einem Säulenfundament;
1 – Sandkissen; 2 – Gefriergrenze; 3 – verdichteter Boden; 4 – Streifenfundament; 5 – Säulenfundament

Unter einem flachen Streifenfundament kann es zu einer starken Verdichtung des wogenden Bodens kommen, wenn darauf ein Steinhaus mit einer Höhe von mindestens drei Stockwerken errichtet wird. In diesem Fall können wir sagen, dass die Hebungsphänomene einfach durch das Gewicht des Hauses erdrückt werden. Aber auch in diesem Fall bleiben sie bestehen und können zu Rissen in den Wänden führen. Daher sollten die Steinmauern eines Hauses auf einem solchen Fundament mit obligatorischer horizontaler Bewehrung errichtet werden.

Warum sind aufgewirbelte Böden gefährlich? Welche Prozesse laufen in ihnen ab, die Entwickler durch ihre Unvorhersehbarkeit erschrecken?

Was die Natur dieser Phänomene ist, wie man mit ihnen umgeht und wie man sie vermeidet, lässt sich verstehen, indem man die Natur der ablaufenden Prozesse untersucht.

Der Hauptgrund für die heimtückische Hebung von Böden ist die ungleichmäßige Hebung unter einem Gebäude

Gefriertiefe des Bodens- Dies ist nicht die berechnete Gefriertiefe und nicht die Fundamenttiefe, sondern die tatsächliche Gefriertiefe an einem bestimmten Ort, zu einer bestimmten Zeit und unter bestimmten Wetterbedingungen.

Wie bereits erwähnt, wird die Gefriertiefe durch das Gleichgewicht der Wärmekraft aus dem Erdinneren mit der Kältekraft bestimmt, die während der kalten Jahreszeit von oben in den Boden eindringt.

Wenn die Intensität der Erdwärme nicht von der Jahreszeit und dem Tag abhängt, wird der Kälteeinstrom durch Lufttemperatur und Bodenfeuchtigkeit, die Dicke der Schneedecke, ihre Dichte, Feuchtigkeit, Verschmutzung und den Grad der Erwärmung beeinflusst die Sonne, die Entwicklung des Geländes, die Architektur des Bauwerks und die Art seiner saisonalen Nutzung (Abbildung 26).

Abbildung 26. Einfrieren der Baustelle:
1 – Fundamentplatte; 2 – geschätzte Gefriertiefe; 3 – Gefriergrenze tagsüber; 4 – Nachtgefriergrenze

Die Unebenheit der Dicke der Schneedecke beeinflusst den Unterschied in der Bodenaufhebung am stärksten. Offensichtlich ist die Gefriertiefe umso höher, je dünner die Schneedecke, je niedriger die Lufttemperatur und je länger die Wirkung anhält.

Wenn wir ein Konzept wie die Frostdauer (Zeit in Stunden multipliziert mit der durchschnittlichen täglichen Lufttemperatur unter Null) einführen, kann die Gefriertiefe von Lehmböden mit durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit in der Grafik dargestellt werden (Abbildung 27).

Abbildung 27. Abhängigkeit der Gefriertiefe von der Schneedeckendicke

Die Frostdauer für jede Region ist ein durchschnittlicher statistischer Parameter, der für einen einzelnen Entwickler sehr schwer einzuschätzen ist, weil Dies erfordert eine stündliche Überwachung der Lufttemperatur während der kalten Jahreszeit. In einer äußerst näherungsweisen Berechnung ist dies jedoch möglich.

Beispiel

Wenn die durchschnittliche tägliche Wintertemperatur etwa -15 °C beträgt und ihre Dauer 100 Tage beträgt (Frostdauer = 100 24 15 = 36000), dann beträgt die Gefriertiefe bei einer Schneedecke von 15 cm Dicke 1 m und bei einer Dicke von 1 m von 50 cm - 0,35 m.

Wenn eine dicke Schneedecke den Boden wie eine Decke bedeckt, steigt die Gefriergrenze; Gleichzeitig ändert sich sein Pegel Tag und Nacht kaum. Wenn nachts keine Schneedecke vorhanden ist, sinkt die Frostgrenze deutlich und tagsüber, wenn die Sonne wärmer wird, steigt sie an. Der Unterschied zwischen den Nacht- und Tagesniveaus der Bodengefriergrenze macht sich vor allem dort bemerkbar, wo keine oder nur geringe Schneedecke vorhanden ist und der Boden sehr feucht ist. Auch das Vorhandensein eines Hauses beeinflusst die Gefriertiefe, denn das Haus stellt eine Art Wärmedämmung dar, auch wenn niemand darin wohnt (die unterirdischen Lüftungsschlitze sind im Winter geschlossen).

Der Standort, an dem das Haus steht, kann ein sehr komplexes Muster aus Gefrieren und Heben des Bodens aufweisen.

Beispielsweise kann mittelschwerer Boden entlang des Außenumfangs eines Hauses, wenn er bis zu einer Tiefe von 1,4 m gefroren ist, um fast 10 cm ansteigen, während trockenerer und wärmerer Boden unter dem mittleren Teil des Hauses fast auf Sommerniveau bleibt.

Auch rund um das Haus herrscht ungleichmäßiges Gefrieren. Näher am Frühling ist der Boden auf der Südseite des Gebäudes oft feuchter und die Schneeschicht darüber ist dünner als auf der Nordseite. Daher erwärmt sich der Boden auf der Südseite im Gegensatz zur Nordseite des Hauses tagsüber besser und gefriert nachts stärker.

Aus Erfahrung

Im Frühjahr, Mitte März, beschloss ich zu überprüfen, wie der Boden unter dem gebauten Haus „läuft“. An den Ecken des Fundaments (innen) wurden Stäbe in Gehwegplatten einbetoniert, entlang derer ich die Setzung des Fundaments durch das Gewicht des Hauses überprüfte. Auf der Nordseite stieg der Boden um 2 und 1,5 cm an, auf der Südseite um 7 und 10 cm. Der Wasserspiegel im Brunnen lag zu diesem Zeitpunkt 4 m unter der Erde.

Somit manifestiert sich die Unebenheit des Gefrierens in der Region nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich. Die Gefriertiefe unterliegt saisonalen und tagesaktuellen Schwankungen in sehr großen Grenzen und kann auch in kleinen Gebieten, insbesondere in bebauten Gebieten, stark variieren.

Indem Sie an einer Stelle des Geländes große Schneeflächen räumen und an einer anderen Stelle Schneeverwehungen erzeugen, können Sie zu einer spürbaren ungleichmäßigen Vereisung des Bodens führen. Es ist bekannt, dass das Pflanzen von Sträuchern rund um das Haus den Schnee zurückhält und die Gefriertiefe um das Zwei- bis Dreifache verringert, was in der Grafik deutlich zu erkennen ist (Abbildung 27).

Das Räumen schmaler Schneewege hat keinen großen Einfluss auf den Gefriergrad des Bodens. Wenn Sie sich entscheiden, eine Eislaufbahn in der Nähe Ihres Hauses zu füllen oder eine Fläche für Ihr Auto freizumachen, müssen Sie in diesem Bereich mit größeren Unebenheiten beim Gefrieren des Bodens unter dem Fundament des Hauses rechnen.

Seitliche Adhäsionskräfte gefrorener Boden mit den Seitenwänden des Fundaments ist die andere Seite der Manifestation von Hebephänomenen. Diese Kräfte sind sehr hoch und können 5 bis 7 Tonnen pro Quadratmeter der Seitenfläche des Fundaments erreichen. Ähnliche Kräfte entstehen, wenn die Oberfläche der Säule uneben ist und keine wasserabweisende Beschichtung aufweist. Bei einer so starken Haftung von gefrorenem Boden auf Beton wirkt auf einen in einer Tiefe von 1,5 m verlegten Pfeiler mit einem Durchmesser von 25 cm eine vertikale Auftriebskraft von bis zu 8 Tonnen.

Wie entstehen und wirken diese Kräfte, wie manifestieren sie sich im realen Stiftungsleben?

Nehmen wir zum Beispiel die Unterstützung eines Säulenfundaments unter einem Leuchtturm. Bei wogendem Boden wird die Tiefe der Stützen auf die berechnete Gefriertiefe eingestellt (Abbildung 28, a). Angesichts des geringen Gewichts der Struktur selbst können die Kräfte des Frosts sie anheben, und zwar auf höchst unvorhersehbare Weise.

Abbildung 28. Anheben des Fundaments durch seitliche Adhäsionskräfte:
A – Säulenfundament; B – Säulenstreifenfundament mit TISE-Technologie;
1 – Stiftungsunterstützung; 2 – gefrorener Boden; 3 – Gefriergrenze; 4 – Lufthohlraum

Zu Beginn des Winters beginnt die Frostgrenze zu sinken. Gefrorener, fester Boden greift mit starken Adhäsionskräften an der Spitze der Säule. Doch neben der Erhöhung der Adhäsionskräfte nimmt auch das Volumen des gefrorenen Bodens zu, wodurch die oberen Bodenschichten ansteigen und versuchen, die Stützen aus dem Boden zu ziehen. Das Gewicht des Hauses und die Kräfte beim Einbetten der Säule in den Boden lassen dies jedoch nicht zu, solange die gefrorene Bodenschicht dünn und die Haftfläche der Säule damit klein ist. Wenn sich die Gefrierlinie nach unten verschiebt, vergrößert sich die Haftfläche zwischen dem gefrorenen Boden und der Säule. Es kommt der Moment, in dem die Adhäsionskräfte des gefrorenen Bodens an den Seitenwänden des Fundaments das Gewicht des Hauses übersteigen. Der gefrorene Boden zieht die Säule heraus und hinterlässt einen Hohlraum darunter, der sich sofort mit Wasser und Tonpartikeln füllt. Auf stark aufgewühlten Böden kann ein solcher Pfeiler im Laufe einer Saison um 5–10 cm ansteigen, wobei der Anstieg der Fundamentstützen unter einem Haus in der Regel ungleichmäßig erfolgt. Nach dem Auftauen des gefrorenen Bodens kehrt der Fundamentpfeiler in der Regel nicht von selbst an seinen ursprünglichen Platz zurück. Mit jeder Jahreszeit nimmt die Unebenheit der aus dem Boden kommenden Stützen zu, das Haus kippt und verfällt. Die „Behandlung“ eines solchen Fundaments ist eine schwierige und kostspielige Aufgabe.

Diese Kraft kann um das 4...6-fache reduziert werden, indem die Oberfläche des Brunnens mit einem in den Brunnen eingelegten Dachpappenmantel geglättet wird, bevor er mit Betonmischung gefüllt wird.

Ein erdverlegtes Streifenfundament kann auf die gleiche Weise entstehen, wenn es keine glatte Seitenfläche hat und nicht durch ein schweres Haus oder Betonböden von oben belastet wird (Abbildung 4).

Die Grundregel für zurückgesetzte Streifen- und Säulenfundamente (ohne Aufweitung nach unten): Der Bau des Fundaments und die Belastung mit dem Gewicht des Hauses sollten in einer Saison abgeschlossen sein.

Der mit der TISE-Technologie hergestellte Fundamentpfeiler (Abbildung 28, b) hebt sich aufgrund der geringeren Ausdehnung des Pfeilers aufgrund der Adhäsionskräfte des hebenden gefrorenen Bodens nicht. Wenn jedoch nicht zu erwarten ist, dass das Haus in derselben Saison belastet wird, muss ein solcher Pfeiler über eine zuverlässige Verstärkung (4 Stäbe mit einem Durchmesser von 10 bis 12 mm) verfügen, die verhindert, dass der Pfeiler ausfährt vom zylindrischen getrennt wird. Die unbestrittenen Vorteile der TISE-Stütze sind ihre hohe Tragfähigkeit und die Tatsache, dass sie ohne Belastung von oben überwintern kann. Kein noch so starker Frost kann ihn heben.

Seitliche Adhäsionskräfte können für Entwickler, die ein Säulenfundament mit großem Tragfähigkeitsspielraum bauen, ein trauriger Scherz sein. Zusätzliche Grundpfeiler können tatsächlich unnötig sein.

Aus der Praxis

Auf Fundamentpfeilern wurde ein Holzhaus mit einer großen verglasten Veranda errichtet. Lehm und hohe Grundwasserstände erforderten eine Fundamentverlegung unterhalb der Frosttiefe. Der Boden der breiten Veranda erforderte eine Zwischenstütze. Fast alles wurde richtig gemacht. Allerdings stieg der Boden über den Winter um fast 10 cm an (Abbildung 29).

Abbildung 29. Zerstörung der Verandadecke durch die Adhäsionskräfte des gefrorenen Bodens an der Stütze

Der Grund für diese Zerstörung ist klar. Wenn die Wände von Haus und Veranda mit ihrem Gewicht die Adhäsionskräfte der Fundamentpfeiler mit gefrorenem Boden kompensieren konnten, konnten leichte Bodenbalken dies nicht leisten

Was hätte getan werden sollen?

Reduzieren Sie entweder die Anzahl der zentralen Fundamentpfeiler oder deren Durchmesser deutlich. Die Haftkräfte könnten reduziert werden, indem man die Fundamentpfeiler mit mehreren Lagen Abdichtung (Teerpappe, Dachpappe) umwickelt oder eine grobe Sandschicht um den Pfeiler legt. Eine Zerstörung könnte auch durch die Schaffung eines massiven Gitterbandes vermieden werden, das diese Stützen verbindet. Eine andere Möglichkeit, die Höhe solcher Stützen zu verringern, besteht darin, sie durch ein flaches Säulenfundament zu ersetzen.

Extrusion– die greifbarste Ursache für Verformung und Zerstörung des über der Gefriertiefe gelegten Fundaments.

Wie lässt sich das erklären?

Extrusion ist erforderlich Tagegeld das Vorbeigehen der Gefriergrenze an der unteren Auflageebene des Fundaments, das viel häufiger vorkommt als das Abheben von Stützen aus seitlichen Adhäsionskräften saisonal Charakter.

Um die Natur dieser Kräfte besser zu verstehen, stellen wir uns gefrorenen Boden in Form einer Platte vor. Im Winter wird ein Haus oder ein anderes Bauwerk in dieser steinähnlichen Platte fest eingefroren.

Die wichtigsten Manifestationen dieses Prozesses sind im Frühjahr sichtbar. Auf der Südseite des Hauses ist es tagsüber recht warm (auch bei Windstille kann man dort sonnenbaden). Die Schneedecke schmolz und der Boden wurde mit Frühlingstropfen durchnässt. Dunkler Boden absorbiert Sonnenlicht gut und erwärmt sich.

In einer sternenklaren Nacht im zeitigen Frühling besonders kalt (Abbildung 30). Der Boden unter dem Dachüberstand gefriert stark. Unter einer gefrorenen Bodenplatte wächst ein Felsvorsprung, der durch die Kraft der Platte selbst den darunter liegenden Boden stark verdichtet, da sich nasser Boden beim Gefrieren ausdehnt. Die Kräfte einer solchen Bodenverdichtung sind enorm.

Abbildung 30. Gefrorene Bodenplatte bei Nacht:
1 – Platte aus gefrorenem Boden; 2 – Gefriergrenze; 3 – Richtung der Bodenverdichtung

Eine 1,5 m dicke, 10 x 10 m große Platte aus gefrorenem Boden wiegt mehr als 200 Tonnen. Der Boden unter dem Felsvorsprung wird mit etwa der gleichen Kraft verdichtet. Nach einer solchen Einwirkung wird der Ton unter dem Vorsprung der „Platte“ sehr dicht und praktisch wasserdicht.

Der Tag ist gekommen. Der dunkle Boden in der Nähe des Hauses wird durch die Sonne besonders erhitzt (Abbildung 31). Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit erhöht sich auch seine Wärmeleitfähigkeit. Die Gefriergrenze steigt (unter der Kante geschieht dies besonders schnell). Mit dem Auftauen des Bodens verringert sich auch dessen Volumen; der Boden unter der Stütze lockert sich und stürzt beim Auftauen unter seinem Eigengewicht schichtweise ab. Im Boden bilden sich viele Risse, die von oben mit Wasser und einer Suspension aus Tonpartikeln gefüllt werden. Gleichzeitig wird das Haus durch die Adhäsionskräfte zwischen dem Fundament und der gefrorenen Bodenplatte sowie der Stütze entlang des restlichen Umfangs gehalten.

Abbildung 31. Gefrorene Bodenplatte im Laufe des Tages:
1 – Platte aus gefrorenem Boden; 2 – Gefriergrenze (Nacht); 3 – Gefriergrenze (Tag); 4 – Auftauraum

Als die Nacht hereinbricht Mit Wasser gefüllte Hohlräume gefrieren, vergrößern ihr Volumen und verwandeln sich in sogenannte „Eislinsen“. Wenn die Amplitude des Anstiegs und Abfalls der Gefriergrenze an einem Tag 30–40 cm beträgt, nimmt die Dicke des Hohlraums um 3–4 cm zu. Mit der Vergrößerung des Linsenvolumens nimmt auch unsere Unterstützung zu . Über mehrere solcher Tage und Nächte steigt die Stütze, wenn sie nicht stark belastet ist, manchmal wie ein Wagenheber um 10–15 cm an und ruht auf sehr stark verdichtetem Boden unter der Platte.

Zurück zu unserer Platte stellen wir fest, dass das Streifenfundament die Integrität der Platte selbst verletzt. Es wird entlang der Seitenfläche des Fundaments geschnitten, da die Bitumenbeschichtung, mit der es bedeckt ist, keine gute Haftung zwischen dem Fundament und dem gefrorenen Boden herstellt. Die Platte aus gefrorenem Boden, die mit ihrem Vorsprung Druck auf den Boden ausübt, beginnt sich zu erheben, und die Bruchzone der Platte beginnt sich zu öffnen und sich mit Feuchtigkeit und Tonpartikeln zu füllen. Wenn das Band unterhalb der Gefriertiefe vergraben wird, hebt sich die Platte, ohne das Haus selbst zu beeinträchtigen. Wenn die Tiefe des Fundaments höher ist als die Gefriertiefe, hebt der Druck des gefrorenen Bodens das Fundament an und seine Zerstörung ist unvermeidlich (Abbildung 32).

Abbildung 32. Platte aus gefrorenem Boden mit einer Störung entlang des Fundamentstreifens:
1 – Teller; 2 – Fehler

Es ist interessant, sich eine auf den Kopf gestellte Platte gefrorener Erde vorzustellen. Dabei handelt es sich um eine relativ ebene Fläche, auf der nachts an manchen Stellen (wo kein Schnee liegt) Hügel wachsen, die sich tagsüber in Seen verwandeln. Wenn Sie die Platte nun wieder in ihre ursprüngliche Position bringen, entstehen genau dort, wo die Hügel waren, Eislinsen im Boden. An diesen Stellen ist der Boden unterhalb der Gefriertiefe stark verdichtet, darüber hingegen gelockert. Dieses Phänomen tritt nicht nur in bebauten Gebieten auf, sondern auch überall dort, wo es zu Ungleichmäßigkeiten in der Bodenerwärmung und in der Dicke der Schneedecke kommt. Nach diesem Schema entstehen in tonigen Böden Eislinsen, die Fachleuten wohlbekannt sind. Die Bildung von Tonlinsen in Sandböden ist von gleicher Natur, allerdings dauern diese Prozesse viel länger.

Errichtung eines flachen Fundamentpfeilers

Die Fundamentsäule wird mit gefrorenem Boden angehoben, indem täglich die Gefrierlinie an ihrer Basis vorbeigeführt wird. So läuft der Prozess ab.

Bis die Gefrierlinie des Bodens unter die Auflagefläche der Säule fällt, ist die Stütze selbst bewegungslos (Abbildung 33, a). Sobald die Gefrierlinie unter die Fundamentbasis sinkt, beginnt der „Wagenheber“ der Hubvorgänge sofort zu arbeiten. Die unter der Stütze befindliche gefrorene Bodenschicht, deren Volumen zunimmt, hebt sie an (Abbildung 33, b). Die Frostkräfte in wassergesättigten Böden sind sehr hoch und erreichen 10…15 t/m². Bei der nächsten Erwärmung taut die gefrorene Bodenschicht unter der Stütze auf und nimmt um 10 % an Volumen ab. Der Träger selbst wird durch die Kräfte seiner Haftung an der gefrorenen Bodenplatte in einer angehobenen Position gehalten. Wasser mit Bodenpartikeln sickert in den Spalt unter der Stützsohle ein (Abbildung 33, c). Mit der nächsten Verringerung der Gefriergrenze gefriert das Wasser im Hohlraum und die gefrorene Bodenschicht unter der Stütze hebt mit zunehmendem Volumen die Fundamentsäule weiter an (Abbildung 33, d).

Es ist zu beachten, dass dieser Vorgang des Anhebens der Fundamentstützen täglicher (mehrfacher) Natur ist und die Extrusion der Stützen durch Adhäsionskräfte mit gefrorenem Boden saisonal ist (einmal pro Saison).

Bei einer großen vertikalen Belastung der Säule hebt sich der durch den Druck von oben stark verdichtete Boden unter der Stütze leicht und beim Auftauen des gefrorenen Bodens wird Wasser unter der Stütze selbst durch ihre dünne Struktur herausgedrückt. In diesem Fall kommt es praktisch zu keinem Abheben der Stütze.

Abbildung 33. Anheben des Fundamentpfeilers mit wogendem Boden;
A, B – oberes Niveau der Frostgrenze; B, D – unteres Niveau der Frostgrenze;
1 – Grillband; 2 – Grundpfeiler; 3 – gefrorener Boden; 4 – obere Position der Frostgrenze; 5 – untere Position der Frostgrenze; 6 – Mischung aus Wasser und Ton; 7 – Mischung aus Eis und Ton

Schwebboden ist eine Bodenmasse, die sich im Winter ausdehnt und einen starken Druck auf die Grundmauern ausübt. Es führt zur Zerstörung der Struktur, zu ihrem „Ausstoßen“ aus der Grube.

Es gibt Arten von Bauwerken für den Bau unter solchen Bedingungen und eine Liste von Arbeitsregeln: von bis zur Bewehrung.

Berechnung der Hebeintensität im Gebiet

Um den Grad der Bodenaufhebung auf einer Baustelle mit eigenen Händen zu berechnen, benötigen Sie Verwenden Sie die Formel: E = (H - h) / h, wobei:

E – entspricht dem Grad der Bodenaufhebung;
h – Höhe der Bodenmasse vor dem Gefrieren;
H – Höhe der Bodenmasse nach dem Gefrieren.

Zur Berechnung des Grades sind entsprechende Messungen im Sommer und Winter erforderlich. Der Boden kann als wogend betrachtet werden dessen Höhe sich um 1 cm verändert hat beim Einfrieren um 1 m. In diesem Fall entspricht „E“ dem Koeffizienten 0,01.

Böden mit hohem Feuchtigkeitsgehalt sind anfälliger für Aufhebungsprozesse. Wenn es gefriert, dehnt es sich zu Eis aus und hebt dadurch das Bodenniveau an. Als Schwebeböden gelten: tonige Böden, Lehme und sandige Lehme. Aufgrund der großen Anzahl von Poren speichert Ton Wasser gut.

Was ist aufgewirbelter Boden und warum ist er gefährlich? (Video)

Wie kann man die Auswirkungen von Hebungen auf dem Boden beseitigen?

Es gibt einfache Möglichkeiten, die Wucht um das Fundament herum mit eigenen Händen zu entfernen:

Ersetzen der Erdschicht unter und um den Sockel herum durch eine nicht aufwirbelnde Schicht.
Verlegung des Fundaments auf einer Erdmasse unterhalb der Gefrierschicht.
Isolierung der Struktur, um ein Einfrieren des Bodens zu verhindern.
Drainage

Die erste Methode ist die arbeitsintensivste. Dazu ist es notwendig, den wogenden Boden in einer Tiefe unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens zu entfernen und ihn an seiner Stelle mit stark verdichtetem Sand aufzufüllen.

Es weist eine hohe Tragfähigkeit auf und speichert keine Feuchtigkeit. Aufgrund des großen Umfangs der Aushubarbeiten ist es am wenigsten beliebt, obwohl es eine wirksame Methode zur Bekämpfung von Hebungen darstellt. Diese Technik eignet sich zum Verlegen von niedrigen Gebäuden und flachen Nischen, beispielsweise einer Scheune.

Ein Merkmal der zweiten Methode ist die Beseitigung des Hebungseinflusses auf den Fundamentsockel, dessen Beibehaltung bei Einwirkung auf die Fundamentwände. Im Durchschnitt beträgt der seitliche Druck auf die Wände 5 t/1 m2. Mit seiner Hilfe können Sie Backsteinhäuser bauen.

Mit der dritten Methode können Sie unter schwierigen Bedingungen mit Ihren eigenen Händen ein flaches Fundament für ein Privathaus erstellen. Der Kern der Methode besteht darin, die Isolierung entlang des Umfangs des Fundaments bis zur gesamten Tiefe zu verlegen. Die Berechnung des Materials erfolgt wie folgt: Wenn seine Höhe 1 m beträgt, sollte die Breite der Isolierung 1 m betragen.

Um das Wasser rund um ein Haus oder eine Scheune abzuleiten, müssen Sie eine Entwässerung bauen. Dabei handelt es sich um einen Graben im Abstand von 50 cm vom Gebäude, dessen Tiefe der Höhe des Bauwerks entspricht. Im Entwässerungsgraben wird an einem technischen Gefälle ein perforiertes Rohr verlegt, mit Geotextilien umwickelt und anschließend mit Kies und grobem Sand verfüllt.

Im Folgenden betrachten wir die Arten von Untergründen, die auf Böden verwendet werden können, die zu Hebungen neigen.

Flaches Streifenfundament auf wogenden Böden

Eine effektive Möglichkeit, ein starkes Fundament für ein Haus oder eine Scheune zu schaffen, ist ein flaches (geringe Tiefe) Streifenfundament auf wogendem Boden. Hierbei handelt es sich um einen Betonstreifen mit Bewehrungselementen, der um den gesamten Gebäudeumfang und an Stellen, an denen tragende Wände liegen, angeordnet ist.. Um mit Ihren eigenen Händen ein flaches Fundament zu bauen, müssen Sie die folgenden Schritte ausführen:

, 50-70 cm tief. Die Breite wird auf der Grundlage der Breite des Sockels selbst zuzüglich Schalung, Isolierung oder Abdichtung sowie Dekor berechnet.
Verlegen Sie die Böschungen des offenen Grabens mit einer Abdichtung. Zu diesem Zweck werden Dachpappe und Folie verwendet.
Füllen Sie die Baugrube mit Schichten aus verdichtetem Sand, jeweils 20–30 cm dick. Um das Material zu verdichten, wird es regelmäßig mit Wasser angefeuchtet.
Platzieren Sie die Schalung aus jedem verfügbaren Material (Brett,).
Legen Sie eine Wasserschutzbarriere auf den Sand.
Machen Sie einen Verstärkungsgürtel mit einem Stabdurchmesser von 12 mm.
Füllen Sie das Flachfundament mit Betonmörtel.
Legen Sie die zweite Schicht des Verstärkungsgürtels mit einem flüssigen Mörtel in das Flachfundament ein (diese Funktion ist nur bei Flachfundamenten erforderlich).

Zum Verbinden der Bewehrung wird kein Schweißen verwendet. Um das nicht vergrabene Fundament steifer zu machen, wird ein 20 cm langer Draht verwendet.

Säulenfundament auf wogenden Böden

Mit der Struktur kann ein Haus oder eine Scheune auf wogenden Böden errichtet werden, deren Gefrierpunkt eineinhalb Meter nicht überschreitet. Das Säulenfundament basierte auf Fertigpfählen. Ihre Höhe erreicht 3-4 m.

Wenn Sie planen, ein kleines Gebäude zu bauen, sind Rammpfähle aus Holz oder Stahlbeton sowie Schraubpfähle wirksam. Holz ist für Fundamentzwecke ein weniger haltbares Material.

Das Säulenfundament wird unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens verlegt, so dass nur seitlicher Hebedruck aufrechterhalten wird. Im Vergleich zu erdverlegten Streifenkonstruktionen ist es unbedeutend, da die Pfahlfläche kleiner ist.

Unter allen Arten von Fundamentpfeilern sind Schraubpfähle für Fundamente am bequemsten. Um mit ihrer Hilfe ein Säulenfundament zu erstellen, müssen Sie keine Brunnen bohren. Die Schraubenblätter erledigen die ganze Arbeit.

Alle wasserhaltigen Bodenarten sind für den Pfahlaufbau zugänglich: sumpfige, feuchte Bereiche. Um dem Gebäude Steifigkeit zu verleihen, sind die Pfeiler mit Stützankerplattformen verbunden. Dazu werden die Pfeiler in den Boden geschraubt.

Auf ihrer Oberfläche müssen Sie eine Schalung anbringen, einen mit Metalldraht genähten Bewehrungsrahmen auslegen und ihn mit Betonmischung füllen. Die Berechnung des Niveaus des Betonstreifens erfolgt auf Höhe der Bodenoberfläche oder etwas darunter.

Die TISE-Technologie ist eine neue Methode zur Bekämpfung von Hebungen

Um mit eigenen Händen ein Fundament zu legen, ist TISE das günstigste Design. Es handelt sich um eine Struktur, deren Pfähle durch ein Gitter verbunden sind. Chise kann für Ziegel-, Rahmen- oder Steinkonstruktionen verwendet werden.

Plattenfundament unter Hebebedingungen

Es gibt andere Möglichkeiten, ein Fundament auf wogenden Böden zu errichten. Neben TISE kommen Flach- und Säulenfundamente sowie Plattenfundamente zum Einsatz. Aufgrund der großen Sohlenfläche ist dieser Schuh stoßfest.

Es ist bei einem einfachen Gebäudedesign effektiv, wenn das Fundament ein Quadrat oder ein Rechteck ist. Die Materialberechnung zeigt, dass es sich um die teuerste, aber nicht weniger zuverlässige Konstruktionsart handelt. Hergestellt aus Beton oder Stahlbeton.

Ein monolithisches Fundament erfordert einen niedrigen Sockel. Die Berechnung der Breite der monolithischen Platte erfolgt in Abhängigkeit davon, welches Material für den Bau der Wände verwendet wird.

Der Durchschnittsindikator entspricht Parametern von 15 bis 35 cm. 15 cm eignen sich beispielsweise für Holzkonstruktionen und 20 cm für Ziegelkonstruktionen. Um Versorgungsleitungen in der Decke zu verlegen, werden vorab Löcher mit dem entsprechenden Durchmesser gebohrt.

Welche Art von Fundament Sie wählen sollten – flach, säulenförmig, plattenförmig oder TISE – hängt von der Fähigkeit zur Nutzung der Technologie, der Größe des Hauses, seiner Konfiguration und den finanziellen Möglichkeiten des Entwicklers ab.

Die meisten Häuser werden in gemäßigten Regionen gebaut, was jedoch nicht bedeutet, dass beim Bau von Gebäuden keine Probleme auftreten. Eine davon sind aufgewirbelte Böden. Tatsache ist, dass das Fundament eines Gebäudes bei Frost schnell reißen kann, wodurch seine Integrität und damit die Festigkeit des Fundaments beeinträchtigt werden.

Es gibt viele Methoden zur Lösung solcher Probleme. Bevor Sie jedoch Maßnahmen ergreifen, müssen Sie die Besonderheiten der Erdbewegung berücksichtigen.

Wie es zu Hebungen kommt

Da die Dichte von Wasser größer ist als die von Eis, verändert sich beim Gefriervorgang sein Volumen nach oben. Aufgrund dessen führt die Feuchtigkeit im Boden zu einer Massenausdehnung. Hier entstand das Konzept der frosttreibenden Kräfte, also Kräfte, die den Prozess der Bodenausdehnung beeinflussen. Der Boden selbst wird in diesem Fall als Hebung bezeichnet.

Gesund! Der Bodenausdehnungsgrad beträgt üblicherweise 0,01. Das heißt, wenn die oberste Erdschicht bis zu einer Tiefe von 1 m gefriert, vergrößert sich das Volumen des Bodens um 1 cm oder mehr.

Die Entstehung von Frost selbst kann aus mehreren Gründen erfolgen:

Aufgrund der Tiefe des oberen Grundwasserleiters. Befindet sich das Wasser nahe der Oberfläche, ist es wirkungslos, selbst wenn der Ton durch kiesigen Sand ersetzt wird.
Basierend auf der Gefriertiefe des Bodens während der Kälteperiode in einer bestimmten Region.
Abhängig von der Bodenart. Ton und Lehm enthalten das meiste Wasser.

Basierend auf der Zusammensetzung des Bodens und den klimatischen Bedingungen werden wogende und nicht wogende Böden unterschieden.

Was ist der Unterschied zwischen schwebenden und nicht-hebenden Basen?

Laut GOST 25100-2011 gibt es 5 Bodengruppen, die sich im Grad der Hebung unterscheiden:

Übermäßige Hebung (Bodenausdehnungsgrad beträgt mehr als 12 %);
Stark wogend – 12 %;
Mittlere Hebung – etwa 8 %;
Geringe Hebung – etwa 4 %;
Nicht hebend – weniger als 4 %.

Die letzte Kategorie gilt als bedingt, da es in der Natur praktisch keinen Boden gibt, der kein Wasser enthält. Solche Fundamente bestehen nur aus Granit und grobem Gestein, aber unter unseren Bedingungen sind solche Böden äußerst selten.

Wenn man darüber spricht, was Schwebeboden ist und wie man ihn definiert, lohnt es sich, seine Zusammensetzung und den Grundwasserspiegel zu berücksichtigen.

So bestimmen Sie unabhängig den Grad der Bodenaufhebung

Um „zu Hause“ festzustellen, ob auf Ihrem Grundstück aufgewühlte Böden vorhanden sind, ist es am einfachsten, eine etwa 2 m tiefe Grube (vertikale Baugrube) auszuheben und einige Tage zu warten. Wenn sich am Boden der gegrabenen Grube kein Wasser gebildet hat, muss ein Brunnen für weitere 1,5 m gebohrt werden (hierfür wird eine Gartenbohrmaschine verwendet). Wenn Wasser im Brunnen erscheint, beträgt der Abstand vom Grundwasserspiegel zur Oberfläche wird mit einem Brett gemessen.

Um die Art des Bodens zu bestimmen, genügt eine Sichtkontrolle des Bodens. Anhand dieser Daten lassen sich ungefähre Rückschlüsse auf den Grad der Ausdehnung der Erde während der kalten Jahreszeit ziehen.

Wenn der Boden leicht hebt, liegt der Grundwasserspiegel unter der berechneten Gefriertiefe. Dieser Wert hängt direkt von der Bodenart ab:

schlammiger Sand – 0,5 m;
sandiger Lehm – nicht mehr als 1,0 m;
Lehm – 1,5 m;
Ton – 2 m.

Wenn der Boden als mittelschwer eingestuft wird, liegt der Grundwasserspiegel unter der Gefriertiefe um:

0,5 m, wenn sandiger Lehm vorherrscht;
1,0 m – Lehm;
1,5 – Ton.

Wenn der Boden stark aufgehoben ist, sinkt der Grundwasserspiegel um:

0,3 m – wenn der Boden hauptsächlich aus sandigem Lehm besteht;
0,7 m – Lehm;
1,0 m – Ton.

Wenn sich Ton und Lehm ziemlich nahe an der berechneten Gefriertiefe des Bodens befinden, ist dies nicht die beste Grundlage für ein Flachfundament. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es unmöglich ist, auf solchen Böden zu bauen.

So lösen Sie das Problem aufgewirbelter Böden

Es gibt viele Möglichkeiten, das Ausmaß der Bodenaufhebung zu reduzieren. Schauen wir uns die häufigsten an.

Bodenersatz

Der Austausch von aufgewirbeltem Boden gilt als der arbeitsintensivste und teuerste Vorgang, da dabei der Boden, der sich am Standort des künftigen Baus befindet, vollständig entfernt werden muss. Anschließend wird neues Erdreich oder grober Sand und Kies eingefüllt und das Fundament auf nicht wogenden Boden gelegt.

Gewichtung des Gebäudes

Je leichter das Gebäude ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass es unter dem Druck der Erde steht, die in der kalten Jahreszeit anschwillt. Um dies zu verhindern, empfiehlt es sich, massivere Gebäude zu bauen. Dies führt jedoch auch zu erheblichen finanziellen Kosten.

Bau eines Plattenfundaments

Sie können das Gebäude zusätzlich belasten und Bodendruck verhindern, indem Sie ein Plattenfundament als Fundament für das Haus installieren. Eine massive monolithische Platte mit einer Höhe von mehr als 20 cm, die im Boden vergraben ist, ist den Kräften des Frostauftriebs ausgesetzt, aber in diesem Fall steigt sie im Winter einfach gleichmäßig an und nimmt bei steigender Lufttemperatur ihre ursprüngliche Position ein.

Technisch gesehen ist der Bau eines Plattenfundaments nicht schwierig (Schwierigkeiten können nur in der Phase auftreten), allerdings ist ein solches Fundament auch teuer.

Installation der Pfahlgründung

Wenn Sie mit geringem Aufwand auskommen möchten, ist die Errichtung einer Pfahlgründung die günstigste Variante. Es ist jedoch zu bedenken, dass solche Konstruktionen nur für Häuser mit geringem Gewicht geeignet sind (Rahmen, Konstruktionen aus SIP-Paneelen usw.).

Als grundsätzliche Grundlage eignen sich:

Schraubpfähle, die knapp unter dem Gefrierpunkt in den Boden geschraubt werden;
verstärkte Strukturen (in diesem Fall ist es notwendig, Brunnen vorzubereiten und in Dachpappe umwickelte Stangen und einen Metallrahmen darin zu installieren).

Nach dem Einbau der Pfähle werden die Elemente durch lastverteilende Platten oder Balken (Grillrost) verbunden, die entlang des Umfangs des zukünftigen Gebäudes verlegt und mit Polystyrolschaum oder expandiertem Polystyrol isoliert werden.

Einige Bauherren errichten auf wogenden Böden bis zu 60 cm hohe Ziegelsäulenkonstruktionen und vertiefen diese um etwa 15 cm. Solche Fundamente eignen sich jedoch nur für Pavillons, Sommerküchen und andere Konstruktionen, die nicht zum Wohnen bestimmt sind.

Ständige Beheizung des Hauses

Wenn wir die Temperatur des Bodens unter einem beheizten und einem unbeheizten Haus vergleichen, ist sie im ersten Fall fast 20 % höher. Wenn das Gebäude das ganze Jahr über bewohnt wird und das Gebäude beheizt wird, wird die Auftriebskraft auf ein Minimum reduziert.

Bodenentwässerung

Um ein Platzen der Erde zu verhindern, können Sie den Wassergehalt im Boden reduzieren. Dazu ist der Bau eines Entwässerungsbrunnens erforderlich, der sich in einiger Entfernung vom Gebäude befindet. Um ein solches System aufzubauen, benötigen Sie:

Graben Sie einen Graben um das Haus herum.
Legen Sie Rohre mit kleinen Löchern an den Seiten hinein. Damit das Wasser durch die Schwerkraft aus dem Haus abfließen kann, ist es notwendig, die Rohre mit einem leichten Gefälle zum Entwässerungsbrunnen zu verlegen. Je näher die Rohrleitung am Bohrloch liegt, desto tiefer wird sie verlegt.
Decken Sie die Rohre mit Kies ab und decken Sie sie mit Geotextilien ab.

Bodenwärmedämmung

Um das Aufheben des Bodens zu reduzieren, können Sie einen blinden Bereich errichten. Typischerweise wird eine solche Struktur um den Umfang des Gebäudes herum errichtet, um das Fundament vor Regenwasser zu schützen. Wenn Sie jedoch den Blindbereich stärker wärmedämmen, kann die Ausdehnung der Erde im Winter verringert werden.

Um einen isolierten Blindbereich zu erstellen, müssen Sie die folgenden Empfehlungen befolgen:

Die Breite des Blindbereichs sollte 1–1,5 m größer sein als die Gefrierbreite des Bodens.
Als Unterlage für den Blindbereich empfiehlt sich Sand, der sorgfältig verdichtet und mit Wasser übergossen wird.
Auf den Sand wird expandiertes Polystyrol oder eine andere Isolierung in einer Schicht von etwa 10 cm gelegt.
Darauf wird eine Abdichtung (Dachpappe) gelegt.
Auf die Abdichtungsschicht wird Schotter gelegt und alles mit Beton gefüllt.
Vor dem Betonieren wird eine Bewehrung mit einem Stahlgeflecht mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Zellengröße von 15 x 15 mm empfohlen.

In Gewahrsam

Wenn Sie wissen, welche Böden auf dem Gelände vorherrschen, können Sie den Grad ihrer Hebung berechnen und dementsprechend die beste Option für die Anordnung des Fundaments oder die Reduzierung der Feuchtigkeitsmenge im Boden wählen. Einige Bauherren isolieren zusätzlich das Fundament, da dadurch auch der Einfluss von Feuchtigkeit auf das Betonfundament des Hauses verringert wird.

„Empfehlungen für die Gestaltung von Fundamenten auf wogenden Böden“ werden auf der Grundlage der Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung und der Verallgemeinerung bewährter Verfahren im Fundamentbau auf wogenden Böden zusammengestellt.

Die Empfehlungen beschreiben ingenieurtechnische, sanierungstechnische, bauliche, bauliche und thermochemische Maßnahmen zur Bekämpfung der schädlichen Auswirkungen der Frostaufwirbelung von Böden auf die Fundamente von Gebäuden und Bauwerken und legen außerdem grundlegende Anforderungen für Null-Zyklus-Bauarbeiten fest.

Die Empfehlungen richten sich an Ingenieure und technische Mitarbeiter von Planungs- und Bauorganisationen, die die Planung und den Bau von Fundamenten von Gebäuden und Bauwerken auf wogenden Böden durchführen.

VORWORT

Die Einwirkung der Frostkräfte der Böden verursacht jährlich große materielle Schäden für die Volkswirtschaft, die in einer Verkürzung der Lebensdauer von Gebäuden und Bauwerken, einer Verschlechterung der Betriebsbedingungen und hohen Geldkosten für die jährliche Reparatur beschädigter Gebäude und Bauwerke bestehen , zur Korrektur deformierter Strukturen.

Um Fundamentverformungen und Frostkräfte zu reduzieren, hat das Forschungsinstitut für Fundamente und unterirdische Bauwerke des Staatlichen Baukomitees der UdSSR auf der Grundlage theoretischer und experimenteller Studien und unter Berücksichtigung fortgeschrittener Bauerfahrungen neue und verbesserte derzeit bestehende Maßnahmen gegen den Boden entwickelt Verformung beim Einfrieren und Auftauen.

Die Sicherstellung der Bemessungsbedingungen für Festigkeit, Stabilität und Gebrauchstauglichkeit von Gebäuden und Bauwerken auf wogenden Böden wird durch den Einsatz ingenieurtechnischer Sanierungs-, baukonstruktiver und thermochemischer Maßnahmen in der Baupraxis erreicht.

Ingenieur- und Rekultivierungsmaßnahmen sind von grundlegender Bedeutung, da sie darauf abzielen, Böden in der Zone normaler Gefriertiefe zu entwässern und den Feuchtigkeitsgrad in der Bodenschicht in einer Tiefe von 2-3 m unter der Tiefe des saisonalen Gefrierens zu reduzieren.

Bauliche und bauliche Maßnahmen gegen die Frostauftriebskräfte von Fundamenten zielen darauf ab, Gründungskonstruktionen und teilweise über Fundamente liegende Aufbauten an die einwirkenden Frostauftriebskräfte von Böden und deren Verformungen beim Einfrieren und Auftauen anzupassen (z. B. die Wahl des Typs). von Fundamenten, die Tiefe ihrer Platzierung im Boden, die Steifigkeit von Bauwerken, Belastungen von Fundamenten, deren Verankerung in Böden unterhalb der Gefriertiefe und viele andere strukturelle Vorrichtungen).

Einige der vorgeschlagenen konstruktiven Maßnahmen werden in den allgemeinsten Formulierungen ohne genaue Spezifikation angegeben, wie zum Beispiel die Dicke der Schicht aus Sand-Kies- oder Schotterpolstern unter den Fundamenten beim Austausch von wogendem Boden durch nicht wogenden Boden Dicke der Schicht wärmedämmender Beschichtungen während des Baus und während der Betriebszeit usw.; Detailliertere Empfehlungen zur Größe der Füllung der Nebenhöhlen mit nicht aufwirbelndem Boden und zur Größe der Wärmedämmplatten in Abhängigkeit von der Tiefe des Bodengefrierens werden auf der Grundlage von Bauerfahrungen gegeben.

Zur Unterstützung von Planern und Bauherren werden Beispiele für die Berechnung baulicher Maßnahmen gegeben und darüber hinaus Vorschläge zur Verankerung vorgefertigter Fundamente (monolithische Verbindung eines Gestells mit einer Ankerplatte, Verbindung durch Schweißen und Bolzen sowie Verankerung vorgefertigter Bewehrungen) gegeben Betonstreifenfundamente).

Die Berechnungsbeispiele für baulich empfohlene bauliche Maßnahmen wurden zum ersten Mal zusammengestellt und können daher nicht den Anspruch erheben, eine erschöpfende und wirksame Lösung aller Fragen zu sein, die sich bei der Bekämpfung der schädlichen Auswirkungen von Frostauftrieben auf Böden ergeben.

Bei thermochemischen Maßnahmen geht es in erster Linie darum, die Kräfte des Frostauftriebs und das Ausmaß der Verformung von Fundamenten beim Gefrieren von Böden zu reduzieren. Dies wird durch die Verwendung der empfohlenen Wärmedämmbeschichtungen auf der Bodenoberfläche um die Fundamente, Kühlmittel zur Erwärmung des Bodens und chemische Reagenzien erreicht, die die Gefriertemperatur des Bodens und die Adhäsionskräfte des gefrorenen Bodens an den Fundamentebenen senken.

Bei der Verschreibung von Hebemaßnahmen empfiehlt es sich, sich in erster Linie an der Bedeutung von Gebäuden und Bauwerken, den Besonderheiten technologischer Prozesse, den hydrogeologischen Bedingungen der Baustelle und den klimatischen Gegebenheiten des Gebiets zu orientieren. Bei der Planung sind solche Maßnahmen zu bevorzugen, die eine Verformung von Gebäuden und Bauwerken durch Frostkräfte sowohl während der Bauzeit als auch während der gesamten Nutzungsdauer ausschließen. Die Empfehlungen wurden vom Doktor der technischen Wissenschaften M.F. Kiselev zusammengestellt.

1. ALLGEMEINE BESTIMMUNGEN

1.2. Die Empfehlungen wurden in Übereinstimmung mit den Hauptbestimmungen der Kapitel SNiP II-B.1-62 „Fundamente von Gebäuden und Bauwerken. Designstandards“, SNiP II-B.6-66 „Fundamente und Fundamente von Gebäuden und Bauwerken auf Permafrostböden“ entwickelt . Designstandards“, SNiP II-A.10-62 „Gebäudestrukturen und Fundamente. Grundprinzipien des Designs“ und SN 353-66 „Richtlinien für die Gestaltung von besiedelten Gebieten, Unternehmen, Gebäuden und Bauwerken in der nördlichen Bau- und Klimazone „ und kann für ingenieurgeologische und hydrogeologische Untersuchungen gemäß den allgemeinen Anforderungen für Bodenuntersuchungen im Bauwesen eingesetzt werden. Materialien für ingenieurgeologische Untersuchungen müssen den Anforderungen von Abschnitt 1.6 dieser Empfehlungen entsprechen.

Notiz. Die Empfehlungen gelten nicht für Standorte, an denen saisonales Gefrieren des Bodens mit Permafrostboden verschmilzt.

1.3. Aufhebende (frostgefährdete) Böden sind solche Böden, die beim Gefrieren dazu neigen, an Volumen zuzunehmen. Eine Veränderung des Bodenvolumens wird durch das Ansteigen beim Gefrieren und das Absinken beim Auftauen der Bodenoberfläche tagsüber festgestellt, was zu Schäden an den Sockeln und Fundamenten von Gebäuden und Bauwerken führt.

Zu den Schwebeböden zählen feine und schluffige Sande, sandige Lehme, Lehme und Tone sowie grobe Böden, die mehr als 30 Gewichtsprozent Partikel mit einer Gesamtgröße von weniger als 0,1 mm als Füllstoff enthalten und unter feuchten Bedingungen gefrieren. Zu den nicht aufwühlenden (nicht frostgefährdeten) Böden zählen steinige, grobkörnige Böden mit Bodenpartikeln mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 mm, weniger als 30 Gewichtsprozent, kiesige, grobe und mittelgroße Sande.

1.4. Abhängig von der granulometrischen Zusammensetzung, der natürlichen Luftfeuchtigkeit, der Gefriertiefe des Bodens und dem Grundwasserspiegel werden Böden, die während des Gefrierens zu Verformungen neigen, nach dem Grad der Frostaufhebung gemäß Tabelle 1 unterteilt in: stark hebend, mittel hebend, leicht hebend und bedingt nicht- wogend.

Tabelle 1

Unterteilung der Böden nach dem Grad der Frostaufwirbelung


Der Grad der Bodenaufhebung bei Konsistenz	Lage des Grundwasserspiegels in m für Böden
	feiner Sand	staubiger Sand	Lehme
I. Starkes Heben bei 0,5
II. Mittleres Heben bei 0,250,5
III. Leichtes Heben um 00.25 Uhr
IV. Bedingt nicht-frizz-frei bei 0

Hinweise: 1. Die Bezeichnung des Bodens nach dem Hebungsgrad wird akzeptiert, wenn einer von zwei Indikatoren erfüllt ist oder.

2. Die Konsistenz von Tonböden wird durch die Bodenfeuchtigkeit in der saisonalen Gefrierschicht als gewichteter Durchschnittswert bestimmt. Die Bodenfeuchte der ersten Schicht bis zu einer Tiefe von 0 bis 0,5 m wird nicht berücksichtigt.

3. Der Wert überschreitet die berechnete Tiefe des Bodengefrierens in m, d. h. Die Differenz zwischen der Tiefe des Grundwasserspiegels und der berechneten Tiefe des Bodengefrierens wird durch die Formel bestimmt:

Wo ist der Abstand von der Planungsmarke zum Grundwasserspiegel in m;

- berechnete Tiefe des Bodengefrierens in m gemäß Kapitel SNiP II-B.1-62.

1.5. Die in Tabelle 1 angegebene Einteilung der Böden nach dem Hebungsgrad anhand des Konsistenzindikators soll auch mögliche Veränderungen der Bodenfeuchtigkeit in der saisonalen Gefrierschicht sowohl während der Bauzeit als auch während der gesamten Betriebszeit von Gebäuden und Bauwerken berücksichtigen .

1.6. Grundlage für die Bestimmung des Grades der Bodenaufhebung sollten die Materialien der Hydrogeologie und der Bodenforschung sein (Bodenzusammensetzung, Feuchtigkeit und Grundwasserspiegel), die den Baugrundstück bis zu einer Tiefe von mindestens dem Doppelten der Standardbodengefriertiefe charakterisieren können, gerechnet von der Planungsmarke).

1.7. Die Fundamente und Fundamente von Gebäuden und Bauwerken auf wogenden Böden, die beim Einfrieren und Auftauen Verformungen ausgesetzt sind, müssen unter Berücksichtigung von Folgendem ausgelegt werden:

a) Grad der Bodenaufhebung;

b) Gelände, Niederschlagszeit und -menge, hydrogeologisches Regime, Bodenfeuchtigkeitsbedingungen und Tiefe des saisonalen Gefrierens;

c) Belichtung der Baustelle in Bezug auf Sonneneinstrahlung;

d) Zweck, Lebensdauer, Bedeutung der Bauwerke und Bedingungen ihres Betriebs;

e) technische und wirtschaftliche Machbarkeit von Fundamententwürfen, Arbeitsintensität und Bauzeitpunkt sowie Einsparungen bei Baumaterialien;

f) die Möglichkeit einer Änderung des hydrogeologischen Zustands der Böden und ihrer Feuchtigkeitsbedingungen während der Bauzeit und während der gesamten Lebensdauer des Gebäudes oder Bauwerks.

1.8. Umfang und Art der hydrogeologischen und Bodenuntersuchungen werden je nach ingenieurgeologischen Verhältnissen und Planungsstadium durch das von der Planungs- und Vermessungsorganisation erstellte und mit dem Auftraggeber abgestimmte Gesamtvermessungsprogramm vorgegeben.

2. GRUNDLEGENDE DESIGN-ÜBERLEGUNGEN

2.1. Bei der Auswahl von Böden als Fundament auf einer Baustelle sollten nicht wogende Böden (felsige, zerkleinerte, kiesige, holzige, kiesige, kiesige Sande, grober und mittlerer Sand sowie tonige Böden, die auf erhöhten Flächen liegen) bevorzugt werden des Gebiets mit Bereitstellung der Oberflächenentwässerung und Grundwasserspiegel unterhalb der Planungsmarke um 4-5 m).

2.2. Bei der Planung von Fundamenten für Gebäude und Bauwerke aus Stein auf stark und mäßig schwankenden Böden ist es notwendig, Säulen- oder Pfahlgründungen zu verwenden, die je nach Hebekraft und Zugfestigkeit im gefährlichsten Abschnitt verankert werden, oder für den Ersatz von schwankenden Böden zu sorgen nicht hebende bis zur Tiefe des saisonalen Gefrierens. Es ist auch möglich, eine Bettung (Kissen) aus Kies, Sand, verbrannten Steinen und anderen Drainagematerialien unter dem gesamten Gebäude oder Bauwerk in einer Schicht bis zur berechneten Gefriertiefe anzubringen, ohne aufgewirbelten Boden zu entfernen, oder nur unter den Fundamenten mit einer ordnungsgemäßen Machbarkeitsstudie Berechnung.

2.3. Bei der Planung von Fundamenten und Fundamenten müssen die wichtigsten Maßnahmen zur Verhinderung von Verformungen von Bauelementen von Gebäuden und Bauwerken beim Einfrieren und Heben von Böden vorgesehen werden.

In Fällen, in denen das Projekt keine Hebemaßnahmen vorsieht und sich die hydrogeologischen Bedingungen der Baustellenböden während der Nullzyklusperiode mit der Verschlechterung der Eigenschaften der Baugrundböden verändert haben, sollte die Aufsicht des Planers eine Frage stellen die Planungsorganisation über die Ernennung von Maßnahmen zur Hebungsbekämpfung (Bodenentwässerung, Verdichtung mit Schotterverdichtung usw.).

2.4. Die Festigkeit, Stabilität und Gebrauchstauglichkeit von Gebäuden und Bauwerken auf wogenden Böden muss durch ingenieurtechnische, sanierungstechnische, bautechnische, bautechnische und thermochemische Maßnahmen sichergestellt werden.

3. ENGINEERING- UND SANIERUNGSMASSNAHMEN

3.1. Ingenieur- und Rekultivierungsmaßnahmen zielen darauf ab, Böden in der saisonalen Gefrierschicht zu entwässern und die Bodenfeuchtigkeit an der Basis von Fundamenten in der Herbst-Winter-Periode vor dem Gefrieren zu reduzieren.

Notiz. Bei der Planung und Durchführung von Rekultivierungsarbeiten müssen die Beschaffenheit der Vegetationsdecke und die Anforderungen an deren Erhaltung berücksichtigt werden.

3.2. Bei der Planung von Fundamenten auf wogenden Böden ist durch rechtzeitige vertikale Planung der bebauten Fläche, Installation eines Regenwasserkanalnetzes, Entwässerungsrinnen und -wannen, Entwässerung usw. für eine zuverlässige Ableitung von Grund-, Atmosphären- und Brauchwasser vom Standort zu sorgen andere Bewässerungs- und Entwässerungsstrukturen unmittelbar nach Abschluss der Nullzyklusarbeiten, ohne auf den Abschluss der Bauarbeiten zu warten.

Bei der Ausarbeitung von Projekten und bei der Durchführung konkreter Arbeiten zur vertikalen Planung von Standorten mit wogenden Böden ist es erforderlich, die natürlichen Abflüsse möglichst nicht zu verändern.

3.3. Bei der Planung der Arbeiten sollte darauf geachtet werden, dass die natürliche Rasendecke möglichst wenig gestört wird. Bei Stecklingen sollte die Bodenoberfläche, sofern die Bedingungen dies zulassen, mit einer 10–12 cm dicken Erdschicht bedeckt werden, gefolgt von der Aussaat mehrjähriger Rasenpflanzen Gräser.

3.4. Bei der Planung des Geländes innerhalb eines Gebäudes muss der lose Lehmboden schichtweise mit Vorrichtungen auf ein Volumengewicht des Skeletts von mindestens 1,6 t/m und eine Porosität von nicht mehr als 40 % (bei Lehmboden ohne Drainageschichten) verdichtet werden. . Die Oberfläche des Schüttbodens muss, ebenso wie die Schnittfläche, mit einer Erdschicht bedeckt und mit Grasnarbe abgedeckt werden.

3.5. Die Neigung für harte Oberflächen (blinde Bereiche, Plattformen, Eingänge) muss mindestens 3 % und für eine Rasenfläche mindestens 5 % betragen.

3.6. Um ungleichmäßige Feuchtigkeit in aufgewirbelten Böden rund um Fundamente während Planung und Bau zu reduzieren, wird Folgendes empfohlen: Beim Ausheben von Gruben für Fundamente und Gräben für unterirdische Versorgungsleitungen müssen die Aushubarbeiten so durchgeführt werden, dass die natürlichen Böden möglichst wenig beeinträchtigt werden. Beim Verfüllen von Fundamenthohlräumen und Gräben mit manuellen, pneumatischen oder elektrischen Stampfern den Boden sorgfältig Schicht für Schicht verdichten; Es ist unbedingt erforderlich, um das Gebäude herum wasserdichte Blindbereiche mit einer Breite von mindestens 1 m mit Tonabdichtungsschichten an der Basis zu errichten oder es mit einer 10–12 cm dicken Erdschicht zu bedecken und mit mehrjährigen Gräsern zu bedecken.

3.7. Auf Baustellen, die aus Lehmböden bestehen und eine Geländeneigung von mehr als 2‰ aufweisen, sollte bei der Planung die Installation von Wassertanks, Teichen und anderen Feuchtigkeitsquellen sowie die Lage von Abwasser- und Wasserversorgungsleitungen, die in das Gebäude führen, vermieden werden die Bergseite des Gebäudes oder Bauwerks.

3.8. Auf Hanglagen gelegene Baustellen müssen vor Beginn der Aushubarbeiten zum Ausheben von Baugruben durch einen dauerhaften Berggraben mit einem Gefälle von mindestens 5‰ vor vom Hang abfließendem Oberflächenwasser geschützt werden.

3.9. Während der Bauarbeiten darf keine Wasseransammlung durch Schäden am temporären Wasserversorgungssystem entstehen. Wenn auf der Erdoberfläche stehendes Wasser festgestellt wird oder wenn der Boden aufgrund einer Beschädigung der Rohrleitung durchnässt wird, müssen dringend Maßnahmen ergriffen werden, um die Ursachen für Wasseransammlungen oder Bodenbefeuchtung in der Nähe der Fundamente zu beseitigen.

3.10. Bei der Verfüllung von Kommunikationsgräben auf der Bergseite eines Gebäudes oder Bauwerks müssen Stürze aus zerkleinertem Ton oder Lehm mit sorgfältiger Verdichtung eingebaut werden, um zu verhindern, dass Wasser (durch die Gräben) in Gebäude und Bauwerke eindringt und den Boden in der Nähe der Fundamente befeuchtet .

3.11. Der Bau von Teichen und Stauseen, die die hydrogeologischen Verhältnisse der Baustelle verändern und die Wassersättigung aufgewühlter Böden im bebauten Gebiet erhöhen können, ist nicht zulässig. Es ist notwendig, die prognostizierte Änderung des Wasserstands in Flüssen, Seen und Teichen gemäß dem langfristigen Masterplan zu berücksichtigen.

3.12. Es ist zu vermeiden, Gebäude und Bauwerke näher als 20 m an bestehenden Pumpen zum Betanken von Diesellokomotiven, zum Waschen von Fahrzeugen, zur Versorgung der Bevölkerung und für andere Zwecke anzuordnen, und auch keine Pumpen auf wogenden Böden näher als 20 m an bestehenden Gebäuden und Bauwerken zu errichten . Die Bereiche rund um die Pumpen müssen so gestaltet sein, dass der Wasserabfluss gewährleistet ist.

4. BAU- UND BAUMASSNAHMEN GEGEN VERFORMUNG VON GEBÄUDEN UND STRUKTUREN BEIM EINFRIEREN UND HEBEN VON BÖDEN

4.1. Die Fundamente von Gebäuden und Bauwerken, die auf wogenden Böden errichtet werden, können aus allen Baustoffen hergestellt werden, die die Betriebstauglichkeit von Gebäuden und Bauwerken gewährleisten und den Anforderungen an Festigkeit und Langzeiterhaltung genügen. Dabei sind mögliche vertikale Wechselbeanspruchungen durch Frostauftrieb der Böden (Bodenanhebung beim Gefrieren und Setzung beim Auftauen) zu berücksichtigen.

4.2. Bei der Platzierung von Gebäuden und Bauwerken auf einer Baustelle ist nach Möglichkeit der Hebungsgrad der Böden zu berücksichtigen, damit Böden mit unterschiedlichem Hebungsgrad nicht unter die Fundamente eines Gebäudes gelangen können. Ist die Errichtung eines Gebäudes auf Böden mit unterschiedlich starken Hebungen unumgänglich, sollten konstruktive Maßnahmen gegen die Einwirkung von Frosthebekräften getroffen werden, z. usw.

4.3. Bei der Planung von Gebäuden und Bauwerken mit Streifenfundamenten auf stark aufgewühlten Böden auf Höhe der Fundamentoberkante ist es erforderlich, entlang des Umfangs der Außen- und Innenhauptwände 1-2-stöckige Steingebäude mit strukturellen Stahlbetongürteln vorzusehen eine Breite von mindestens 0,8 der Wandstärke, eine Höhe von 0,15 m und über den Öffnungen des letzten Stockwerks befinden sich verstärkte Gurte.

Notiz. Stahlbetongurte müssen eine Betongüte von mindestens 150, eine Bewehrung mit einem Mindestquerschnitt von 3* und einem Durchmesser von 10 mm haben; mit verstärkter Verbindung der Stäbe entlang der Länge.
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* Der Text entspricht dem Original. - Hinweis des Datenbankherstellers.

4.4. Bei der Gestaltung von Pfahlgründungen mit Gitterrost auf stark und mäßig aufgewühlten Böden ist die Wirkung der Normalkräfte der Frostaufwirbelung des Bodens auf den Rostgrund zu berücksichtigen. Vorgefertigte Unterwand-Randbalken aus Stahlbeton müssen monolithisch miteinander verbunden und mit einem Abstand von mindestens 15 cm zwischen Randbalken und Boden verlegt werden.

4.5. Die Tiefe der Fundamente von steinernen Zivilgebäuden und Industriebauten auf wogenden Böden wird als mindestens die berechnete Tiefe des Bodengefrierens gemäß Tabelle 6 des Kapitels SNiP II-B.1-62 angenommen. In Fällen, in denen die Bodenfeuchtigkeit beim Bau und Betrieb von Gebäuden auf leicht wogenden Böden (halbfeste und feuerfeste Konsistenz) nicht zunimmt, sollte die Fundamenttiefe mit der Standardgefriertiefe angesetzt werden:

bis 1 m – mindestens 0,5 m ab Planungsmarke

Hebende Böden bereiten Bauherren viele Probleme. Im Winter können sie stark an Volumen zunehmen und so einen erhöhten Druck auf die Fundamente des Gebäudes ausüben. Gleichzeitig ragt das Bauwerk ungleichmäßig aus dem Boden und es entstehen gravierende Risse an den Wänden. Bevor Sie ein Phänomen bekämpfen, müssen Sie verstehen, was es ist.

Eine schwierige Frage beim unabhängigen Bauen ist die Bestimmung, welche Art von Boden verfügbar ist: wogender oder nicht wogender Boden. Gemäß GOST 25100-2011 werden alle Basen je nach Grad der Frostaufwirbelung in fünf Gruppen eingeteilt:

übermäßiges Heben;
stark wogend;
mittleres Heben;
leicht wogend;
nicht heben.

Die letzte Gruppe kann als bedingt bezeichnet werden. Es gibt praktisch keine Bodenarten, in denen niemals Frostkräfte auftreten. Zur Kategorie der sicheren Fundamente zählen nur grobes Gestein und Granit, deren Vorkommen an der Oberfläche äußerst selten ist.

Die Bodenart hat keinen so großen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Frostkräften. Der Faktor, der dieses Phänomen verursacht, ist nicht der Boden, sondern Feuchtigkeit und Minustemperaturen. Wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, können in nahezu jedem Bereich negative Phänomene auftreten.

Die Hebungsanfälligkeit des Bodens wird durch folgende Eigenschaften beeinflusst:

Kapillaraktivität;
Filtrationsfähigkeit.

Nach diesen Indikatoren werden tonhaltige Böden zu den gefährlichsten Bodenarten. Dazu gehören Ton, Lehm und sandiger Lehm. Diese Böden filtern das Wasser nicht gut, halten es zurück und lassen es nicht in tiefere Schichten gelangen. Die Flüssigkeit bleibt gefährlich nahe an Fundamenten.

Bodenarten.

Gleichzeitig zeichnen sich Tone durch eine hohe Kapillaraktivität aus. Zum Vergleich: Sandige Böden sind in der Lage, Wasser bis zu einer Höhe von etwa 30 cm aufzunehmen. Diese Eigenschaft ist relevant, wenn Niederschlag fällt oder Schnee schmilzt. Feuchtigkeit erstreckt sich nur 30 cm von der Quelle entfernt. In diesem Fall werden die Fundamente durch einen Blindbereich von normaler Meterbreite vor Frostauftrieb geschützt. Lehm kann bis zu einer Entfernung von 1,5 m Feuchtigkeit anziehen. Um ihn vor Luftfeuchtigkeit zu schützen, müssen Sie einen sehr breiten Blindbereich anlegen, um Schäden zu vermeiden.

Bei hohem Grundwasserspiegel können auch bedingt nicht aufwühlende Bodenarten (Grob- und Mittelsand) zu Problemen führen. Die Gefahr von Frostaufwirbelungen im Sand kann auch unter dem Einfluss anderer Faktoren auftreten (z. B. steht ein Haus auf einem Grundstück mit, auch leichtem, Gefälle).

Warum ist Frostaufwirbelung gefährlich?

Die kombinierte Wirkung von Feuchtigkeit und niedrigen Temperaturen auf den Boden führt zu einer Volumenzunahme. Für jedes Gebäude stellen ungleichmäßige Verformungen, die für Frostauftrieb charakteristisch sind, eine besondere Gefahr dar. Dies liegt daran, dass der Boden unter den Außenwänden durch das Gebäude leicht erwärmt wird und in der Mitte des Hauses die Temperatur über Null liegt.

Ein durch Heben verursachter Riss.

Außenwände und insbesondere Ecken können gegenüber dem Ausgangsniveau um 15 cm ansteigen. In diesem Fall treten Verformungen unter den Innenwänden nicht auf oder sind gering. Ungleichmäßiges Heben führt zum Auftreten von Schrägrissen in den Wänden.

Frostaufwirbelungen wirken sich auch negativ auf die Seitenfläche des Fundaments aus.

Wege zu kämpfen

Um zu verhindern, dass aufgewirbelte Böden während des Betriebs Probleme verursachen, ist es notwendig, die Ursachen der Frostaufwirbelung von Ton und anderen Bodenarten bereits in der Phase des Fundamentbaus zu bekämpfen. Die Kontrollmethoden hängen vom Ausmaß des Problems und der Art des tragenden Teils des Hauses ab. Am häufigsten werden Aktivitäten in einem Komplex angeboten.

Vergrabene Fundamente

Jeder Bauherr weiß, dass es zur wirksamen Bekämpfung von Frostauftrieb notwendig ist, die Gebäudestützen unterhalb der Gefriertiefe des Bodens zu verlegen. Dieser Wert wird anhand spezieller Tabellen und Karten ermittelt oder nach der Formel aus dem SP „Grundlagen von Gebäuden und Bauwerken“ berechnet. Doch nicht immer reicht es aus, solche Maßnahmen zu ergreifen. Bei tiefer Verlegung ist es möglich, Stöße auf den Fundamentsockel zu vermeiden, es bleiben jedoch Tangentialkräfte bestehen, die auf die Seitenfläche wirken. Sie lassen sich zerlegen in:

vertikal, die in einigen Fällen in der Lage sind, Strukturen anzuheben;
horizontale, gebogene Fundamente.

Die Stärke des Frostauftriebs hängt von der Tiefe seines Auftretens ab.

Die Kontrollmethoden hängen von der Art der Struktur und des Fundaments ab. Bei massiven Gebäuden mit tiefen Fundamenten können eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen empfohlen werden:

Beschichtungsabdichtung, die nicht nur das Fundamentmaterial vor Nässe schützt, sondern auch die Haftung des Bodens darauf beeinträchtigt (das Anheben von Bauwerken verhindert);
Die Isolierung erfolgt zum gleichen Zweck, häufig wird extrudierter Polystyrolschaum verwendet, der auch die Funktion des Feuchtigkeitsschutzes übernimmt;
Entwässerung und Auffüllen der Nebenhöhlen mit grobem oder mittlerem Sand ermöglichen die Entfernung von Feuchtigkeit aus dem Gebäude;
ein isolierter Blindbereich verhindert das Einfrieren des Bodens in unmittelbarer Nähe des Hauses und eliminiert damit einen der für das Auftreten von Hebungen notwendigen Faktoren;
Durch eine kompetente Berechnung und Ausführung der Bewehrung können die Elemente horizontalen Einflüssen standhalten.

Wenn das Gebäude aus leichten Materialien besteht oder nur ein Stockwerk hat, wird empfohlen, Fundamente mit TISE-Technologie zu verwenden. Solche Stützelemente sind Pfähle, die sich nach unten hin verbreitern. Durch den vergrößerten Querschnitt wird es nahezu unmöglich, das Element aus dem Boden zu ziehen.

Um ein solches Fundament vor horizontalen Einflüssen zu schützen, müssen Sie folgende Punkte beachten:

kompetente Berechnung der Arbeitsbewehrung des Pfahls;
starre Anbindung des Pfahls an den Grillrost durch Bewehrung;
Berechnung des Grillrostes bei erhöhtem Bodendruck an der Seitenfläche.

Bei einer großen Gefriertiefe ist die Installation eines Erdfundaments mit Isolierung, Abdichtung, Entwässerung und einem warmen Blindbereich wirtschaftlich nicht rentabel. Es wird einfacher sein, flache Stützen zu bauen. Eine Vertiefung ist nur gerechtfertigt, wenn:

die Notwendigkeit eines Kellers oder Erdgeschosses;
schlechtere Bodenfestigkeitsindikatoren näher an der Oberfläche.

Flache Fundamente

Solche Designs haben mehrere Vorteile. Sie reduzieren die Kosten für den Bau von Fundamenten und verkürzen den Zeitaufwand für die Fertigstellung der Arbeiten. Bei ausreichend hohem Grundwasserspiegel (mindestens 1,5 m) können Flachfundamente eingesetzt werden.

Die folgenden im Komplex eingesetzten Maßnahmen tragen zum Schutz dieser Art von Gebäudetragelementen bei:

. Durch diese Konstruktion wird die Gefriertiefe der Basis verringert. Die genaue Markierung zur sicheren Verlegung der Sohle hängt vom Klima, der Dicke der Dämmung und der Breite des Blindbereichs ab. In den meisten Fällen empfiehlt sich die Verwendung eines 1 m breiten Schutzstreifens mit einer 5-10 cm dicken Dämmung. Die Tiefe des Fundaments beträgt 0,7 - 1 m.
. Wenn Sie die Wärmedämmung des Sockels vergessen, wird das Fundament des Hauses unter seiner eigenen Sohle zu einem hervorragenden Kälteleiter. Für die Arbeit wird die Verwendung von extrudiertem Polystyrolschaum (Penoplex) empfohlen. Es wird auf der gesamten Höhe des tragenden Teils des Hauses befestigt: von der Sohle bis zum Sockel. Die Dicke der Dämmung über dem Blindbereich beträgt durchschnittlich 100 mm, darunter können Sie Penoplex mit einer Dicke von 50 mm verwenden. Darüber hinaus schützt das Material Fundamente vor Feuchtigkeit und erhöht so deren Lebensdauer.
. Das System eliminiert den zweiten Faktor bei der Entstehung von Frostauftrieb: Feuchtigkeit. Damit die Entwässerung effektiv funktioniert, muss sie richtig positioniert sein. Das Rohr wird neben der Baustelle verlegt, aber nicht darunter. Die Entwässerung sollte unter dem Gefrierpunkt oder an einem Ort erfolgen, an dem sie nicht auftritt (im Bereich des isolierten Blindbereichs). Werden Rohre im gefrorenen Boden verlegt, kann es im Winter zu Rohrbrüchen kommen. Beachten Sie außerdem die empfohlenen Gefälle der Entwässerungsrohre, die vom Querschnittsdurchmesser abhängen.

Wenn es nicht möglich ist, eine Entwässerung zu installieren (die Arbeit ist sehr aufwändig, es gibt keine Entwässerungsmöglichkeit usw.), kommt man nur mit einem Blindbereich aus. In diesem Fall wird der Schutzstreifen um den Gebäudeumfang herum breit gemacht. Es soll den Zutritt von Luftfeuchtigkeit zu den Fundamenten vollständig verhindern. Bei Lehmböden sollte die Breite mehr als 1,5 m betragen. Die Landschaftsgestaltung rund um das Gebäude erfolgt so, dass die Neigung des Grundstücks in Richtung vom Haus zeigt.

Die Methode ist anwendbar, wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

gute Festigkeitseigenschaften des Untergrundes unter der Schwarzerdeschicht;
geringe natürliche Bodenfeuchtigkeit;
tiefes Vorkommen von Grundwasser;
Fehlen von Gefällen zum Gebäude auf dem Gelände.

Durch die richtige Wahl des Fundamenttyps und rechtzeitige Maßnahmen zur Bekämpfung von Frostaufwirbelungen können schwerwiegende Probleme beim Betrieb des Hauses vermieden werden. Eine sorgfältige Herangehensweise an das Problem ermöglicht es Ihnen, eine effektive Option zu finden, die den geringsten Arbeits- und Finanzaufwand erfordert.