Zdvíhanie pôdy: príčiny, výpočet, minimalizácia škôd

Pod pojmom "zdvíhanie pôdy" skrýva sa pomerne zložitý jav prírodného pôvodu, ktorý môže viesť k vážnym následkom. V období, keď zem zamrzne, stúpa základ spolu s celou konštrukciou. Pri rozmrazovaní sa stane opak – základňa sa zníži. Ale Pointa je, že sa to deje nerovnomerne.

V dôsledku toho sa budovy dostanú do núdzového a niekedy ohrozujúceho stavu. V niektorých prípadoch sa v dôsledku tohto javu budovy začnú úplne a úplne zrútiť.

Zvláštnosť prírodného fenoménu

Hlavnou črtou procesu zdvíhania je výrazné zvýšenie objemu vody v zemi v dôsledku zimného zamrznutia. Podľa GOST 25100-2011 existuje 5 kategórií, ktoré sa líšia stupňom zdvíhania (úroveň rozťažnosti pôdy je uvedená v zátvorkách):

• Nadmerne sa dvíhajúce pôdy – viac ako 12 %.
• Vysoko porézne pôdy – nie viac ako 12 %.
• Srednepuchinistye pôdy-až 8 %.
• Slabo piesčité pôdy - asi 4 %.
• Neporézne pôdy-nepresahuje 4 %.

Druhá kategória by sa však mala považovať za podmienenú, pretože v prírode jednoducho neexistuje pôda, kde by vlhkosť úplne chýbala. Tento typ by mal zahŕňať iba žulové a veľkoblokové horniny pôdy. V našich podmienkach je však tento druh pôdy pomerne zriedkavý.

Etapy hrozivého javu

Územie Ruskej federácie vedie pozdĺž celej severnej časti euroázijského kontinentu. Z tohto dôvodu je teplota v zime vždy pod nulou. V závislosti od konkrétnej oblasti môže byť pôda v zmrazenom stave po dobu 2 až 9 mesiacov.

Zároveň je možné rozlíšiť niekoľko stupňov zdvíhania pôdy:

• I-predbežné. Zároveň sa pôda ochladí na teplotu, ktorá sa ešte nerovná kryštalizácii vody.
• II-založené. V tomto prípade sa voda už začína meniť do iného agregovaného stavu a mení sa na ľad. V súlade s tým dochádza k jeho objemovej expanzii, ktorá, ako vieme, neveští nič dobré.
• III-hypotermia. Tu, už pod vplyvom mrazu, je pôda stlačená. Následne to vedie k prudkému poklesu teploty.

Stojí len za zváženie, že uvedené podmienky sú podmienené, pretože prechod z jednej fázy do druhej je veľmi pomalý. Zároveň je možné vyčleniť ďalšiu fázu procesu rozmrazovania pôdy – jej pokles.

Fenomén zdvíhania sa spravidla pozoruje hlavne v zime. Z tohto dôvodu nie je táto sezóna vhodná na výstavbu, najmä masovej povahy. Je to spôsobené vážnym nebezpečenstvom – existuje veľmi vysoké riziko, že postavená konštrukcia bude veľmi rýchlo zničená.

Najmä silu zdvíhania pôdy by mali brať do úvahy tí, ktorí žijú na Ďalekom severe. V tejto oblasti spodné vrstvy pôdy zamrznú oveľa viac ako v iných zemepisných šírkach.

Hlavný provokujúci faktor

Na prvý pohľad sa zdá, že škody spôsobené zdvíhaním nemusia byť také obrovské, ale len sa zdá. Aby sme si uvedomili úplnú hrozbu takéhoto prírodného javu, je potrebné si jasne predstaviť, ako to proces prebieha.

Ako teraz vieme, tento jav je charakterizovaný heterogenitou, ktorá je spôsobená hlavne rozdielom vo výške zemského povrchu. Spravidla sa to pozoruje na jar – strana budovy, ktorá sa nachádza na juhu, je dobre vyhrievaná. Okrem toho prispievajú jarné kvapky. S nástupom večera sa v zemi hromadí veľké množstvo taveniny, ktorá sa potom stáva ľadom.

Hmotnosť tejto takejto formácie môže dosiahnuť niekoľko stoviekhmotnosť, a to je už dosť na to, aby sa základ zdvihol do určitej výšky. Tento proces trvá celú noc.

Počas dňa sa pozoruje opačný obraz – so zvýšením teploty sa ľad v zemi začína topiť. V súlade s tým základňa začne klesať a zároveň je Zem opäť obohatená o ďalšiu časť vody, ktorá potom opäť kryštalizuje. To všetko sa deje zo dňa na deň, kým sa teplotný režim normalizuje.

Počas jarného obdobia poklesu hladiny vody môže budova klesnúť o niekoľko centimetrov. To je dosť na to, aby spôsobilo vážne škody, ktoré bude veľmi ťažké opraviť neskôr, ak sa to dá vôbec urobiť.

Ďalšie príčiny zdvíhania pôdy

Intenzita zdvíhania môže byť ovplyvnená rôznymi faktormi, medzi ktorými môžeme spomenúť nasledujúce:

• Trvanie zimného obdobia a jeho intenzita (závažnosť).
• Hrúbka snehu.
• Vlastnosti pôdy.
• Zrážky za sezónu.
• Úroveň vlhkosti vzduchu.
• Povaha terénu.
• Vegetácia.
• Hĺbka výskytu podzemnej vody.
• Umiestnenie oblasti vo vzťahu k južnej strane.

Pretože budovy môžu byť veľmi vážne poškodené zdvíhaním, výstavba ich základov by sa mala vykonávať pod hĺbkou zamrznutia pôdy. Táto hodnota je priamo závislá od oblasti, kde sa plánuje výstavba domov.

Stojí za zmienku, že stredomorská pôdna vlhkosť je základným faktorom, ktorý má väčší vplyv na intenzitu zdvíhania. Zároveň by sa nemala znižovať hustota spodných vrstiev pôdy. Veľa však závisí aj od tohto parametra.

Čím je pôda hustejšia, tým menšia bude deformácia budovy. V opačnom prípade bude mráz pôdy intenzívnejšie, čo neveští nič dobré.

Ako určiť stupeň zdvíhania pôdy?

K tomu je potrebné vziať do úvahy nielen zloženie pôdy, ale aj úroveň výskytu podzemnej vody. Každý vlastník prímestskej nehnuteľnosti môže čeliť potrebe určiť, koľko je pôda puchinistická v oblasti súkromného pozemku. Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné vykopať jamu s hĺbkou až 2 metre. Toto je taká špeciálna vertikálna výroba štvorcového, okrúhleho alebo obdĺžnikového prierezu.

Potom by ste mali počkať niekoľko dní. Ak sa na dne malého výkopu neobjaví vlhkosť, musíte vyvŕtať ďalších 1,5 metra. Je len potrebné ukázať vodu, proces môže byť zastavený. Teraz zostáva merať vzdialenosť od hladiny vody k povrchu.

Typ pôdy môžete určiť vizuálnou kontrolou. Na základe týchto údajov je možné urobiť približný záver týkajúci sa stupňa expanzie pôdy počas chladného obdobia.

Obráťme sa na matematické výpočty

Výpočet zdvíhania pôdy sa môže vykonať nezávisle pomocou vzorca E = (H-h)/h, kde:

• E je koeficient stupňa ťažkosti pôdy.
• H je výška pôdnej vrstvy po zmrazení.
• h je výška pôdnej vrstvy pred zmrazením.

Preto je potrebné vykonať potrebné merania vopred. Navyše nielen v lete, ale aj v zime. , je možné vyvodiť závery o ťažkosti pôdy na základe zmien výšky. Ak je tento parameter 10 mm alebo viac na 1 meter zmrazenia, potom bude koeficient E 0,01, čo už naznačuje, že by sa mali prijať vhodné opatrenia, aby sa zabránilo vážnym následkom.

Je potrebné ešte raz pripomenúť, že pôda, v ktorej je vysoká vlhkosť, podlieha hlavne procesom zdvíhania. Keď sa zmení na ľad, výrazne sa rozširuje a zvyšuje objem. Kto nezmrazil vodu v plastovej fľaši a umiestnil ju do mrazničky chladničky na experimentálne účely alebo z potreby? Môžete si okamžite predstaviť plnú silu vodného prvku, zhromaždeného v obmedzenom objeme.

Vo väčšej miere je ílovitá hornina pôdy, hliny a piesčité hliny vystavená ťažkostiam. A hlina je vďaka prítomnosti mnohých pórov schopná dobre zadržiavať vodu.

Spôsoby, ako minimalizovať škody

Teraz je nám jasné, že veľkosť zdvíhania pôdy by sa nemala podceňovať. Ale ako sa vyhnúť nepríjemné následky, ktoré môžu predstavovať vážnu hrozbu pre životy ľudí? Tam existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť. Ale keďže zdvíhanie pôdy je do značnej miery spojené s dopadom na základ, väčšina z nich znamená spôsoby, ako ju posilniť alebo izolovať. Uvažujme o optimálnych riešeniach takého zložitého problému.

Postup výmeny pôdy

Táto metóda funguje iba pri položení základu – pod základňu je umiestnený pieskový vankúš. Okrem toho by mal byť výrazne širší ako základ samotnej budovy. Potom je dobre stlačený a zhutnený. Vďaka takémuto vankúšu je zabezpečené rovnomerné rozloženie celého zaťaženia na základni. Okrem toho sa znižuje vrstva zdvíhajúcej sa pôdy, preto sa oslabuje aj sila prírodného javu. Pieskový vankúš má navyše tlmiace vlastnosti.

Okrem toho odborníci odporúčajú, aby sa zabránilo deformácii v dôsledku zdvíhania pôdy, plocha medzi debnením po jeho odstránení a pôdou by mala byť pokrytá neporéznou pôdou. Takéto opatrenie zabráni zamrznutiu pôdy na steny nadácie.

Až po určitom čase sa piesok v zásype (vrátane vankúša) môže zmiešať s časticami ílu, čím stratí svoje neporézne vlastnosti. Aby sa tomu zabránilo, piesková podložka a zásyp by mali byť oddelené fóliou, strešným materiálom alebo filtračnou handričkou.

Konštrukcia základov

Tu máme na mysli optimálnu voľbu typu nadácie, ktorá je relevantná iba vo fáze výstavby domu. Ak už bol postavený, potom iným spôsobom na vyriešenie problému by sa mal použiť. Pokiaľ ide o túto techniku, môžete si vybrať medzi dvoma typmi základov-doskovou konštrukciou alebo pilótovým základom.

Monolit

Vytvorenie doskovej konštrukcie spôsobí, že budova bude ťažšia, čo zase minimalizuje vplyv pôdy na základ. Samozrejme nebude možné úplne vylúčiť vplyv mrazu na monolitickú dosku s výškou viac ako 200 mm zapustenú do zeme. Zároveň v dôsledku zdvíhania pôdy základňa v zime jednoducho rovnomerne stúpne do nízkej výšky. Pri zahrievaní sa nadácia vráti do svojej pôvodnej polohy.

Z technického hľadiska nie je realizácia základovej dosky náročná. Počas operácie vystuženia zvyčajne vznikajú určité ťažkosti. Okrem toho je táto metóda dosť drahá.

Hromada

Zariadenie pilótového základu vám umožní robiť s malou krvou. Iba takýto dizajn je použiteľný iba pre budovy s nízkou hmotnosťou (konštrukcia pomocou technológie rámu, použitie panelov SIP atď. e.).

Pre základňu môžu byť vhodné nasledujúce možnosti:

• Skrutkové hromady – sú zaskrutkované do zeme mierne pod úrovňou mrazu.
• Vystužené konštrukcie – najprv musíte pripraviť niekoľko studní, potom nainštalovať tyče zabalené do strešného materiálu a zabalené do nich kovovým rámom.

Po inštalácii hromád by mali byť spojené špeciálnymi nosníkmi alebo doskami, aby sa rovnomerne rozložilo zaťaženie základu.

Izolácia obvodu domu

Táto metóda umožňuje minimalizovať alebo úplne eliminovať zamrznutie pôdy. Vďaka izolácii pôdy je možné postaviť plytký základ v dôsledku zníženia hĺbky zamrznutia.

Iba táto možnosť boja proti zdvíhaniu pôdy je relevantná pre oblasti s pozitívnou priemernou ročnou teplotou. Šírka izolácie, ktorá sa má položiť, by sa mala rovnať hĺbke zamrznutia pôdy. Pokiaľ ide o hrúbku materiálu, všetko závisí od tepelnoizolačných vlastností a povahy podnebia.