Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

с высоким гидростатическим напором, в ней предусмотрено двухслойное гидроизоляционное покрытие с возможностью вакуумного контроля его герметичности. Также в системе предусмотрено секционирование поверхности гидроизоляционной мембраны на изолированные сегменты с обустройством ремонтно-инъекционной системы. Это позволяет локализовать воду в пределах одного сегмента в случае повреждения обоих слоев гидроизоляционного покрытия и осуществить ремонт путем инъектирования в пространство между двумя слоями мембран смеси на основе полиуретана, акрилатных полимеров или безусадочного водонепроницаемого раствора на основе портландцемента. Ремонтный состав легко распределяется по всему пространству карты между двумя слоями и восстанавливает герметичность гидроизоляции.

В системе предусмотрено устройство разделительного слоя из геотекстиля между гидроизоляционной мембраной и бетонным основанием. Геотекстиль выполняет функции защитного материала, предохраняющего гидроизоляционное полотно от контакта с основанием и механического повреждения во время производства общестроительных работ, а также обеспечивает скольжение гидроизоляционной мембраны

вслучае деформации прилегающих бетонных конструкций.

5.7.Системы изоляции малозаглубленных фундаментов

Общие положения

К малозаглубленным относятся фундаменты с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта [19]. Как правило, такие фундаменты применяются в малоэтажном строительстве. В отличие от остальных типов фундаментов их сооружение не требует значительных затрат, что вызывает экономию основного строительства в среднем на 15—20 %. Кроме того, малозаглубленные фундаменты можно возводить на различных грунтах.

Для России характерны следующие грунтовые условия:

• каменистые и скалистые грунты, которые не подвержены влиянию влаги, не промерзают и не изменяют своих свойств в нормальных погодных условиях;

580

•хрящеватые грунты, представляющие собой смесь песка и глины с щебнем и мелким камнем; они плохо размываются водой и достаточно надежны для возведения малозаглубленных ленточных фундаментов;

•песчаные грунты — слабопромерзаемые на незначительную глубину (50—100 см) грунты, которые обладают высокой скоростью фильтрации воды, хорошо уплотняются и трамбуются; являются хорошим основанием для малозаглубленных фундаментов;

•глинистые грунты, содержащие более 30 % глинистых частиц (размером менее 0,005 мм); при большом количестве влаги глинистые грунты быстро разжижаются, размываются, глубоко промерзают и вспучиваются; глубина промерзания достигает 150 см и более;

•суглинки и супеси, представляющие собой смесь песка и глины: суглинки содержат 10—30 % глинистых частиц, супеси — 3—10 %;

•торфяные грунты, образовавшиеся в результате осушения болот; обладают высоким (до 600 %) водопоглощением.

Особую опасность при возведении оснований малозаглубленных фундаментов представляет наличие пучинистых грунтов. К пучинистоопасным относятся пески и пылеватые супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30 % по весу, промерзающие в увлажненном состоянии. Эти грунты имеют свойство увеличиваться в объеме при промерзании.

Увеличение объема водонасыщенного грунта при промерзании называют морозным пучением. Изменение объема грунта может вызвать повреждения фундаментов и надземных конструкций.

При устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах с целью уменьшения глубины промерзания грунта рекомендуется устройство теплоизоляционной защиты.

5.7.1. Теплоизоляционная защита малозаглубленных фундаментов

Для обеспечения теплоизоляционной защиты малозаглубленных фундаментов предусматривают устройство вертикальной и горизонтальной теплоизоляции. В качестве утеплителя применяют плиты из экструзионного пенополистирола.

581

Вертикальная теплоизоляция заключается в размещении XPS плит вертикально по внешнему периметру поверхности фундамента и цоколя отапливаемого здания.

Горизонтальная теплоизоляция предполагает размещение XPS плит горизонтально в отапливаемых зданиях по их наружному периметру на уровне заложения подошвы фундаментов, в неотапливаемых зданиях и отдельно стоящих колоннах — под подошвой фундаментов, выходя за периметр здания или отдельно стоящего фундамента.

Теплоизолированный малозаглубленный фундамент, или теплоизолированный фундамент мелкого заложения (ТФМЗ), — фундамент на естественном основании (столбчатый, ленточный, фундаментная плита), подошва которого находится в слое сезонного промерзания, а сам фундамент защищен от выпучивания с помощью плит из экструзионного пенополистирола.

Теплоизоляционной «юбкой» для неотапливаемых зданий и отдельно стоящих опор называют часть горизонтальной изоляции, выходящую за контур здания или контур фундамента опоры, для отапливаемых зданий — горизонтальную теплоизоляцию за контуром здания, расположенную на глубине заложения подошвы фундамента и граничащую с вертикальной изоляцией [23].

В качестве ТФМЗ используются фундаменты на грунтовой подушке, подошва которых закладывается на глубину 0,4 м в отапливаемых зданиях и 0,3 м — в неотапливаемых зданиях и под отдельно стоящие опоры.Размеры фундаментаопределяют расчетом согласноСП22.13330.2011 [14].

Во избежание «выпучивания» фундаментов (т.е. совместного перемещения подземной и заглубленной конструкции с мерзлым грунтом) при сезонном промерзании грунта ТФМЗ включают в себя специальным образом уложенную теплоизоляцию из XPS плит, позволяющую уменьшить глубину сезонного промерзания под подошвой фундамента и удержать границу промерзания в слое непучинистого грунта (в грунтовой подушке), устраиваемого в отапливаемых зданиях непосредственно под подошвой фундаментов толщиной Н, в неотапливаемых зданиях и отдельно стоящих опорах — под слоем теплоизоляции, на который опирается сам фундамент. Во избежание деформаций фундамента от действия касательных сил пучения пазухи котлованов засыпаются непучинистым грунтом.

582

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

Устройство подушек и засыпку пазух и траншей следует выполнять

спослойным трамбованием или уплотнением площадочными вибраторами. При применении щебеночных подушек для предохранения XPS плит от продавливания применяют выравнивающий слой песка, превышающий по толщине фракцию щебня в 2 раза.

Для защиты грунтов основания от обводнения поверхностными и грунтовыми водами по периметру здания по песчаной подготовке толщиной 5 см на ширину теплоизоляционной юбки устраивается асфальтовая или бетонная отмостка толщиной 2—3 см. Отмостка выполняется

суклоном от здания 3 %. Кроме того, в грунтовой подушке вблизи ее подошвы по всему периметру теплоизоляционной юбки устраивается трубчатый дренаж с выпуском в ливневую канализацию.

Вотапливаемых зданиях XPS плиты толщиной δу укладываются вертикально по внешней поверхности фундамента и цоколя здания на высоту не менее 1,0 м от подошвы фундамента и горизонтально за контуром здания на глубине заложения подошвы фундамента на ширину Dh,

собразованием теплоизоляционной юбки толщиной δh по всему наружному периметру фундамента (кроме углов) и толщиной δc на углах и длиной участков Lc по углам здания. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий приведена на рис. 5.109.

Взависимости от среднегодовой температуры наружного воздуха и

глубины сезонного промерзания грунта принимают: δу = 9—16 см; Dh = = 0,3—1,8 м; δh = 1,8—13 см; δc = 2,5—20 см; Lc = 1,2—3,5 м [24].

Внеотапливаемых зданиях (зданиях с температурой воздуха в помещениях зимой, равной или ниже +5 °С) утеплитель укладывается только горизонтально под подошвой фундамента в пределах всего здания и изоляционной юбки, которая выступает за контур здания на ши-

рину Dh (1—3 м). Толщина слоя теплоизоляции принимается постоянной и равной δh (3,5—37 см). Схема укладки теплоизоляции в фундаментах неотапливаемых зданий приведена на рис. 5.110.

583

Рис. 5.109. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий: 1 — фундамент; 2 — стена здания; 3 — пол здания; 4 — горизонтальная теплоизоляция (XPS плиты); 5 — вертикальная теплоизоляция (XPS плиты);

6 — защитное покрытие; 7 — песчаная подготовка под отмостку; 8 — асфальтовая или бетонная отмостка; 9 — непучинистый грунт; 10 — дренаж;

11 — теплоизоляция пола

Рис. 5.110. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах неотапливаемых зданий: 1 — фундамент; 2 — стена здания; 3 — пол здания; 4 — горизонтальная теплоизоляция (XPS плиты); 5 — асфальтовая или бетонная отмостка; 6 — песчаная подготовка под отмостку; 7 — непучинистый грунт; 8 — дренаж

На рис. 5.111 представлена схема укладки теплоизоляции в фундаментах зданий с переменным режимом эксплуатации (отапливаемое — неотапливаемое).

Под отдельно стоящей или ленточной опорой XPS плиты укладываются горизонтально непосредственно под подошвой фундамента, выступая за его контуры на ширину Dh (1—3 м), и имеют толщину δh (3,5— 37 см) (рис. 5.112, 5.113).

584

Рис. 5.111. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах зданий с переменным режимом эксплуатации: 1 — фундамент; 2 — стена здания;

3 — пол здания; 4 — горизонтальная теплоизоляция (XPS плиты); 5 — вертикальная теплоизоляция (XPS плиты); 6 — защитный слой;

7 — песчаная подготовка под отмостку; 8 — асфальтовая или бетонная отмостка; 9 — непучинистый грунт; 10 — дренаж

Рис. 5.112. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отдельно стоящих опор: 1 — опора; 2 — фундамент; 3 — теплоизоляционный слой из XPS плит;

4 — песчано-гравийная смесь; 5 — водоупорный слой

Если у отапливаемых зданий имеются холодные пристройки, например террасы, крыльца, то теплоизоляционной юбке придается форма, показанная на рис. 5.114, а ширина юбки увеличивается на ширину пристройки. При этом ее параметры Dh и δh принимаются как для неотапливаемого здания.

585

Рис. 5.113. Схема укладки теплоизоляции при устройстве ленточной опоры:

1 — ленточная опора; 2 — фундамент; 3 — теплоизоляционный слой из XPS плит; 4 — песчано-гравийная смесь; 5 — отмостка; 6 — песчаная подготовка под отмостку

Рис. 5.114. Сопряжение отапливаемого здания с холодной пристройкой:

1 — фундамент существующего здания; 2 — фундамент пристройки; 3 — стена существующего отапливаемого здания; 4 — теплоизоляционный слой из XPS плит; 5 — дренаж; 6 — песчано-гравийная смесь; 7 — стена пристройки; 8 — отмостка

Для защиты вертикальной изоляции от механических повреждений, атмосферных воздействий, УФ-излучения и обеспечения долговечности конструкции устанавливают светонепроницаемое и стойкое к атмосферным воздействиям защитное покрытие, например хризотилцементные листы. Защитное покрытие заглубляется в грунт на 15 см.

Для защиты горизонтальной теплоизоляционной юбки от механических повреждений также предусматривают специальные покрытия, которые могут быть изготовлены на основе цементно-волокнистых плит

586

либо других материалов, предназначенных для использования в грунте. Защитный слой располагается на верхней поверхности теплоизоляционных XPS плит [24].

5.7.2.Малозаглубленный фундамент «Утепленная шведская плита»

Малозаглубленный фундамент «Утепленная шведская плита» (УШП) представляет собой монолитный железобетонный теплоизолированный малозаглубленный фундамент, объединяющий в один конструктивный элемент собственно фундамент, пол 1-го этажа (либо пол по грунту), инженерные коммуникации и систему отопления 1-го этажа (рис. 5.115).

Рис. 5.115. Малозаглубленный фундамент «Утепленная шведская плита»:

1 — XPS плиты ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP; 2 — бетонная конструкция фундамента; 3 — арматура; 4 — система водяного обогрева пола; 5 — гравийная обсыпка; 6 — песчано-гравийная подготовка; 7 — геотекстиль; 8 — грунт основания; 9 — дренажная труба; 10 — профилированная мембрана PLANTER

Поскольку фундамент УШП представляет собой плоскую конструкцию, то давление на грунт распределено равномерно, а дополнительные перекрестные ребра жесткости создают конструкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта. Благодаря этому УШП может применяться на любом типе оснований: пучинистых, песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых, водонасыщенных и слабонесущих грунтах [24].

587

Морозоустойчивость УШП достигается за счет устройства теплоизоляции, которая состоит из XPS плит, расположенных в один слой вертикально по периметру фундамента и нескольких слоев в основании.

Применение экструзионного пенополистирола марки ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP в конструкции УШП исключает промерзание почвы под фундаментом, и железобетонная плита с сетью инженерных коммуникаций находится в оптимальном тепло-влажностном режиме, что позволяет использовать данную конструкцию в районах сурового климата и с распространением вечной мерзлоты.

Экструзионный пенополистирол долговечен, обладает высокой прочностью на сжатие. Важно отметить, что именно высокая прочность на сжатие при 2%-ной линейной деформации является основной характеристикой XPS (вместо стандартной прочности при 10%-ной линейной деформации), поскольку именно при 2%-ной деформации возможно определить наименьшую осадку. Кроме того, экструзионный пенополистирол не гниет, не впитывает влагу, в отличие от гранулированного пенополистирола (ПСБ, ПСБ-С) устойчив к грызунам. Основные физи- ко-механические характеристики экструзионного пенополистирола марки ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP приведены в табл. 5.30.

Таблица 5.30

Физико-механические характеристики пенополистирола

ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP

588

Области применения системы «Утепленная шведская плита»

УШП рекомендуется применять:

•для зданий высотностью 1—2,5 этажа;

•с бетонными стенами в несъемной опалубке, деревянными, брусовыми, кирпичными и любыми другими типами стен коттеджного и малоэтажного строительства;

•с перекрытиями из железобетонных плит, монолитными, по деревянным балкам.

При проектировании зданий по технологии УШП необходимо провести расчет прочности грунтов и конструкции фундамента.

Преимущества системы УШП по сравнению с другими видами малозаглубленных фундаментов

1.Система объединяет несколько конструктивных элементов разного функционального назначения: конструкцию фундамента и пола первого этажа, а также уменьшает количество необходимых строительных операций, сокращая сроки строительства.

2.Плиты из экструзионного пенополистирола, укладываемые в основание фундамента, выполняют двойную функцию: утепляют грунт под плитой и полы внутри помещения. При этом утепление грунта под плитой исключает морозное пучение, а утепление пола препятствует проникновению холода в помещение.

3.Закладываемые в плиту трубы теплого пола превращают ее в ото-

пительный прибор. В доме с удельными теплопотерями не более 70— 100 Вт/м2 такой теплый пол способен стать основным источником отопления, исключающим необходимость установки радиаторов отопле-

589