Выдавливание фундамента
Выдавливание фундамента, заложенного выше глубины промерзания, - наиболее ощутимая причина деформации! и разрушения фундамента. Чем это можно объяснить? Это! связано с тем, что если при действии сил сцепления столба с мерзлым грунтом подъем столба обязан сезонному движению границы промерзания, то в этом случае - суточному прохождению границы промерзания мимо нижней опорной плоскости фундамента, которое совершается значительно чаще.
Выдавливание.
Чтобы лучше понять природу этих сил, мерзлый грунт лучше представить в виде плиты. Дом или любое другое строение надежно вморожено в эту камнеподобную плиту.
Основные проявления этого процесса видны весной. У стороны дома, обращенной на юг, днем достаточно тепло (в безветрие можно даже загорать). Снеговой покров, стаял, а фунт -увлажнился весенней капелью. Темный грунт хорошо поглощает солнечные лучи и прогревается.
В звездную ночь ранней весной особенно холодно. Грунт под свесом крыши сильно промерзает. У плиты мерзлого грунта снизу возникает выступ. Этот выступ достаточно сильно уплотняет грунт под собой, за счет того, что влажный грунт при замерзании расширяется. Силы уплотнения фунта огромны.
Плита мерзлого грунта толщиной 1,5 м с размерами 10x1 Ом будет весить более 150 т. Примерно с таким усилием и будет уплотняться грунт под выступом. После подобного воздействия глина под выступом становится очень плотной и практически водонепроницаемой.
Наступил день. Темный грунт у дома особенно сильно про-февается солнцем. С повышением влажности увеличивается и его теплопроводность. Граница промерзания поднимается (под выступом это происходит особенно быстро). С оттаиванием грунта уменьшается и его объем, фунт под опорой разрыхляется и по мере оттаивания падает под собственным весом пластами. Образуется множество щелей в грунте, которые заполняются сверху водой и взвесью глинистых частиц (рис. 4.9). Дом удерживается в фунте силами сцепления фундамента с плитой мерзлого фунта и опорой по остальному периметру дома.
С наступлением ночи полости, заполненные водой, замер зают, увеличиваясь в объеме* превращаясь в так называемы "ледяные линзы". При амплитуде поднятия и опускания гра ницы промерзания за одни сутки в 30 - 40 см толщина полос ти увеличится на 3 - 4 см. Вместе с увеличением объема лин зы будет подниматься и наша опора. За несколько таких дней - ночей опора, если она не сильно загружена, поднимается порой на 10 - 15 см, как домкратом.
Возвращаясь к нашей плите, заметим, что ленточный фундамент нарушает целостность самой плиты. По боковой поверхности фундамента она разрезана, т. к. битумная обмазка, которой она покрывается, не создает хорошего сцепления фундамента с мерзлым грунтом. Плита мерзлого грунта, создавая своим выступом давление на грунт, сама начинает подниматься, а зона разлома плиты - раскрываться, заполняться влагой и частицами глины. Если лента заглублена ниже глубины промерзания, то плита поднимается, не беспокоя сам дом. Если же глубина заложения фундамента не соответствует глубине промерзания, то давление мерзлого фунта приходится и на фундамент, и тогда деформации и разрушение фундамента - неизбежны (рис. 4.10).
Интересно представить плиту мерзлого грунта, перевернув её вверх дном. Это - относительно ровная поверхность, на которой ночью в некоторых местах (где нет снега) вырастают холмы, а днем холмы превращаются в озера. Если же теперь вернуть плиту в исходное состояние, то там, где были холмы и создаются в грунте ледяные линзы. В этих местах фунт ниже глубины промерзания сильно уплотнен, а выше - наоборот разрыхлен. Это явление происходит не только на площадях застройки, но и в любом другом месте, под лесом или полем. Именно по такой схеме и возникают линзы изо льда в глинистых грунтах. Природа возникновения глинистых линз в песчаных фунтах такая же, но протекают эти процессы более продолжительное время.
Если рассмотреть поведение фундаментного столба, заложенного выше глубины промерзания, то его подъем мерзлым Фунтоэдобусловлен тем же процессом.
