В настоящее время большое распространение под легкие каркасные дома из SIP панелей и одноэтажные дома из газобетона получил фундамент типа УФФ (утепленная финская плита). Данный фундамент широко применяется в Московской и Ленинградской областях. В связи с недавними ситуациями связанных с подъемом, перекосом и в некоторых случаях разрушения фундамента, встает необходимость анализа данной конструкции с точки зрения промерзания грунта под подошвой.
Ключевые слова: фундамент МЗЛФ, утепление фундамента, морозное пучение, промерзание.
Currently, a large spread for light frame houses made of SIP panels and single-storey houses made of aerated concrete has a Foundation type UFF (insulated Finnish stove). This Foundation is widely used in the Moscow and Leningrad regions. In connection with recent situations related to the rise, skew and in some cases the destruction of the Foundation, there is a need to analyze this design in terms of freezing the soil under the sole.
Keywords: Strip foundation, insulation of Foundation, frost heave, frost penetration.
Расчет выполнен в программе Elcut 2017. Характеристики принятых материалов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Теплопроводность строительных материалов
|
Наименование |
Теплопроводность
λ, |
|
KNAUF THERM PANEL 25 |
0,039 |
|
ЭППС (XPS Технониколь CARBON ECO) |
0,029 |
|
Газобетонные блоки D500 Согласно СТО НААГ 3.1–2013 |
0,12 |
|
Железобетон |
1,7 |
|
Керамзитобетон |
0,34 |
|
Грунт песчаный |
1,75 |
|
Грунт утрамбованный |
1,05 |
|
Воздух |
0,03 |
|
Газобетон D200 |
0,048 |
|
Снег |
0,3 |
Расчётная зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -28С согласно СП 131.13330.2012.
Температура грунта на глубине 1,6м равна 3,2 град. Для Москвы и Московской области.
Рассмотрим несколько возможных ситуаций промерзания грунта под подошвой фундамента.
Вид фундамента представлен на рисунке 1
Рис. 1. Фундамент типа УФФ (Утепленный финский фундамент)
1 ситуация: Грунт под подошвой фундамента уплотненный, для расчета, температура наружного воздуха равна -15 °С. Температура внутреннего воздуха в доме равна 20 °С. Температура грунта под домом равна +5°С.
Рис. 2. Распределение тепловых полей в узле фундамента при уплотненных грунта.
Из термограммы видно, что присутствует промерзание в крайней части фундаментной ленты, при таком варианте необходимо дополнительное утепление фундамента.
2 ситуация. С дополнительным утепление подошвы фундамента слоем ЭППС, толщиной 50 мм ширина утепления равна ширине подошвы (рис. 3) и с увеличенной шириной утепления под подошвой и увеличением толщины утеплителя отмостки до 100 мм (рис. 4).
Рис. 3. Распределение тепловых полей в узле фундамента при утеплении подошвы фундамента.
Рис. 4. Распределение тепловых полей в узле фундамента при утеплении подошвы фундамента ЭППС толщиной 100мм и шириной 1200 мм.
Из термограммы (рис. 3.) видно, что полностью исключить промерзание не удается, необходимо увеличить ширину ЭППС до 1200 мм.
Из термограмм (рис.4) можно сделать вывод что толщина отмостки в 100мм практически не влияет на температуру под подошвой фундамента, так как промерзание идет через керамзитобетонные блоки и монолитную ленту в обход утеплителя, но увеличение ширины утеплителя под подошвой заметно снижает промерзание у краев фундамента.
Из всего выше изложенного можно сделать вывод, что наиболее эффективным методом является утепление отмостки ЭППС толщиной 50 мм и шириной 1м и утепление подошвы фундамента, шириной равной размерам ленты и толщиной 50 мм. Т. к. при данном варианте промерзание хоть и не значительное, но присутствует, следовательно, обязательно применение дренажа и непучинистого грунта в виде песка средней крупности или ПГС (песчано-гравийной слой) толщиной не менее 250–300 мм.
Рассмотрим вариант (рис. 3) при температуре наиболее холодной пятидневки, которая равна -28°С. При этом будем учитывать толщину снегового покрова в 0,3м
Рис. 5. Распределение тепловых полей в узле фундамента в наиболее холодную пятидневку с учетом снегового покрова.
Из термограммы видно, что сильного промерзания грунта под подошвой не происходит снег выполняет функцию дополнительного утепления и защищает грунт от сильного промерзания.
Вывод: Данный тип фундаментов рекомендуется использовать на непучинистых или слабопучинистых грунтах с, а при использовании на пучинистых грунтах необходимо производить замену грунта под подошвой фундамента ниже глубины промерзания устройством, рядом с фундаментом необходимо выполнять дренаж, который должен находится в зоне положительных температур.
Литература:
- СП 131.13330.2012 Строительная климатология, Москва, МинРегион 2012–113 с;
- «ELCUT Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов» Санкт-Петербург, ООО «Тор», 2015г -291с;
- Таблицы теплопроводности строительных материалов https://termoizol.com/polnaya-tablitsa-teploprovodnosti-razlitchnh-stroitelynh-materialov.html
