"Справочник заборостроителя", обсуждение

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@StasTver, вообще-то полезнее перейти для обсуждения в профильную тему. Но. отвечу здесь.
Подушка из щебня не заглублена в грунт, за исключением случаев с крутым рельефом. Общие принципы:
1. Водоотведение от основания по рельефу (нет воды, нет пучения).
2. Распределение нагрузки при помощи подушки из щебня (втрое превышающей ширину ленты), которая частично нивелирует морозное пучение.
3. Армированная лента, которая противостоит изгибающим моментам.

 

Здравствуйте !
Поясните пожалуйста противодействие забутованного щебнем столба морозного пучения в варианте е) на рисунке:
1)
За счет чего физически это уменьшение происходит ?
За счет отвода воды из окружающего лунку грунта ? Куда?
Не превратится ли этот дренаж в "водосборник" над анкерной пятой столба, при попадании туда атмосферных осадков, талой воды ? Что будет, если она там замерзнет (столб и бетонный анкер имеют высокую теплопроводность и столб соприкасается с зоной отрицательных температур над землей) ?
За счет скольжения с меньшим, чем у грунта коэффициентом трения по поверхности столба ?
За счет податливости (плохого расклинивания), при неравномерном пучении грунта,
(например, с одной стороны столба - больше пучение, с другой меньше) ?

2)
Плотность щебня и плотность глины почти сопоставимы по величине.
Плотность щебня немного превосходит плотность грунта растительного слоя...
Он не везде достаточно глубокий.

3)
Может быть, под пятой анкера столба, во избежание скопления там воды - тоже сделать дренажную подушку из "непучинисного" материала (песок, ПГС, щебень...) ?
Какова её высота и глубина заложения должна быть ?


4)
Нужен ли "глиняный замок" или любая другая отмостка вокруг столба на поверхности грунта,
для препятствия проникновению воды в щебеночную засыпку ?
5)
Каковы примерные соотношения диаметра столба и диаметра лунки под засыпку щебнем ?
Надо ли разделять фракции по вертикали:
например, ближе к грунту - песок, ближе к столбу - гравий ?

Спасибо!

 

@moleCAT, день добрый.

1. Чтобы ответить на это вопрос, нужно рассмотреть комплекс мер, которые снижают воздействие морозного пучения. Что такое морозно пучение? Это увеличение объема влажного грунта при замерзании в нем воды. Щебень воду не накапливает в себе априори. А значит и не увеличивается в объеме. Вода, которая скапливается между щебнем, расширяется, но щебень воспринимает на себя основную нагрузку, за счет своей подвижности демпфирует. Чтобы вода не скапливалась в лунке, лунку бурят ниже глубины промерзания. Вода на этом уровне не замерзает и уходит в грунт. Если вода не задерживается, то и нет пучения. В период оттепелей вода, расположенная выше глубины промерзания, постепенно оттаивает и стекает вниз. Ведь промерзший грунт тоже не впитывает влагу. Если опять мороз, то на границе промерзания вода замерзает, а стекшая вода уходит в грунт. И так до самого лета. Если на Вашем участке стоИт вода, то лучше провести дополнительные меры:
а) засыпать лунку мелким щебнем, чтобы увеличить плотность засыпки, например вместо песка использовать отсев;
б) увеличить диаметр лунку, чтобы максимально заместить пучинистый грунт;
в) обмазать нижнюю часть столба горячим битумом;
г) если грунт еще и с низкой несущей способностью, например, торф, то изменить конструктив забора.

Да! Речной круглый гравий плохо расклинивается. Но одно дело строить из него твердое основание, например, под дорогу, то он не годится. Другое дело засыпать в небольшую лунку для столба. У меня в шаговой доступности доломитовый щебень, который раскисает со временем, и речной гравий. Использую последний. Забор стоит не первый год.

2. Не понял в чем вопрос.

3. Так и делают. 20см достаточно.

4. Нет, не нужно. Это бесполезная трата сил.

5. Такого расчета не делал. Но если задаться цель, то и к этому вопросу можно подойти с научной точки зрения. А чисто интуитивно диаметр лунки для столбов от 50х50 до 80х80 - 200-250мм. Столбы 100х100 легче ставить в лунки от 250мм. При меньшем диаметре сложно трамбовать. Разделять фракции не нужно. Да и в небольшой лунке сделать это практически не возможно.

 

1)
Какой бы грунт не был - хоть полное его отсутствие в пустой лунке - если лунка заполнится водой, то она (вода) ЗАМЕРЗНЕТ И РАСШИРИТСЯ
2)
Если щебень демпфирует за счет СВОЕЙ ПОДВИЖНОСТИ, то почему остается недвижИмым сам столб ? Он разве не в щебне закреплен ?

3)
В глинистый грунт вода уходит очень слабо и медленно.
Глина сама по себе плохо дренирующий материал - из неё "глиняный замок" делают...
Это может стать критичным в осенне-весенний период, когда бывают СУТОЧНЫЕ колебания температуры (переход через 0°С) - т. е. вода не успеет уйти в грунт ДО момента замерзания.

В том, что весу он не особо добавляет, по сравнению с грунтом.

Обоснуйте, пожалуйста, этот Ваш тезис.
В фундаментных основаниях, например, отмостка обязательна - а именно:

1) для отвода осадков и предотвращения замачивания (раскисания) основания (недопущения просадки строения вследствие потери несущей способности увлажненным грунтом)

2) для утепления близлежащей зоны (недопущения промерзания в зоне соприкосновения грунта с основанием)

Два этих фактора применения отмостки, страхуя один другого, (гидроизолируя и утепляя) предотвращают явления морозного пучения в основании фундаментов.
Т. е., "если протекло, то не замерзнет", и наоборот: " если замерзнет, то там сухо и не вспучит"
Ну, а если "и протекло и замерзло" - то уже, значится, не спасла отмостка - остается надеяться только на анкер в теплой зоне грунта (ниже глубины промерзания).

P. S.:
Вообще, ИМХО, установка МЕТАЛЛИЧЕСКОГО (а значит "теплопроводного") столба в щебень решает две задачи:
1) замена грунта вокруг столба на "непучинистый" - но слишком малый объем, в случае затопления лунки ...
2) боковую теплоизоляцию столба от грунта (в целом, теплопроводность щебня меньше, чем у грунта, тем более, влажного) - щебень - это своеобразный тепловой барьер между холодным столбом - сплошным "мостиком холода" и грунтом.
3) Эта конструкция установки металлического столба в щебень похожа на попытку совместить вертикальную дрену и уплотнённое (расклиненное) основание фундамента столба.
Идея хорошая, но ВОДЕ ИЗ ДРЕНЫ УХОДИТЬ НЕКУДА, получается... По крайней мере так, как показано на рисунке "е)" - ей мешает пята анкера. Наверное, песчано-щебеночное (дренирующее) основание следует
расширить в районе анкеровки столба или анкерную пяту сделать с доп. отверстиями для ухода воды, как Вы считаете ?
Ведь даже у винтовой сваи анкер (винтовой наконечник) не является сплошным препятствием для воды - он имеет просвет между лопастями...
Либо продлить скважину дрены до нижележащего слоя грунта, с хорошей фильтрацией, и уводить воду туда ?
А что, если такового слоя под участком нет и глина простирается на большие глубины ?
Может, все-таки, небольшая отмостка-крышка для лунки (хоть бы из того же цемента) не повредит в вопросе гидроизоляции? Ведь почему-то не обсуждается необходимость крышки на сам столб (чтоб вода дождевая не попадала) - а поверхность щебеночной лунки "чем хуже"?
Воду в нашем случае очень легко "запустить" в лунку и очень тяжело "убирать" оттуда...
4)
Вопрос теплоизоляции анкера от грунта остается открытым.
Если воды ниже глубины промерзания условно "много" - она не даст замерзнуть грунту в основании столба.
А если мало ?
Что, условно говоря, "перевесит" тепловой поток:
холодный "теплопроводный" столб (остужаемый атмосферой) или вода, окруженная не столь теплопроводным, как металл, грунтом ниже глубины промерзания ?
Насколько её тепла хватит ?
Если не хватит, то это может вызвать местное понижение глубины промерзания грунта (под анкером)
С уважением

 

И что по Вашему мнению произойдет со столбом затопленным в воде без грунта? Для ответа на этот вопрос я дам Вам небольшую подсказку. Камыши в пруду льдом не срезает...

если Вы столб установите на глубину на 0,5м, конечно он будет гулять. Но столб устанавливают глубже, плюс пятка (анкер) исключают его подвижки.

Ну тогда по Вашему заключению, если у Вас "глиняный замок" от нуля и глубже, то откуда в нем вода? Это же замок. Ответ прост. Скорее всего у Вас суглинок и вода худо бедно но движется в этих слоях.

Уффф. На первую часть ответил?

С миру по нитки, голому рубашка.

С первым Вашем тезисом я полностью согласен.

А вот со вторым? Это где же Вы видели чтобы отмостка утепляла? Уж если промерзает, то промерзает на всю глубину промерзания. И через отмостку тоже. И пучит под ней грунт, и гуляет эта отмостка, и ломает ее вдоль и попрек. Другой вопрос, если эта отмостка специально утеплена, например, ЭППСом, и то она только уменьшает глубину промерзание грунта. Но для этого требуется утеплять и цоколь, и отмостку утеплять метра так на полтора.

А теперь представьте утепленную отмостку вынесенную по обе стороны забора на полтора метра. А если это забор между соседями? Думаю, что сосед Ваше решение не ободрит.

 

От капиллярного всасывания ГВ, например, и от ранее медленно впитавшихся осадков...
К чему эти "метафоры" ?
Они сути вопроса не освещают, а уводят в сторону от темы "ОТВОДА ВОДЫ ОТ ОСНОВАНИЯ СТОЛБА"

К слову, столбы пирсов и причалов тоже не срезает зимой.

Т. е. все, что выше анкера на вашем рисунке (а это щебень) позволяет столбу "гулять" ?
А как же "расклинивание" ?
А чем тогда этот щебень лучше песка крупного ?
И зачем он там вообще ? - оставить пустую лунку, обложить её стенку рубероидом каким-нибудь, чтобы не осыпалась, и воткнуть столб с анкером в "ниже глубины промерзания" - пусть себе держится
Прошу прощения, но мне кажется, что щебень не должен никуда ДВИГАТЬСЯ.
Это или брак или ошибка строительства.

Проведем аналогию с работой песчаной ПЛАВАЮЩЕЙ подушки в основании фундамента дома.

У нас, в случае щебеночной засыпки столба, получаются те же нагрузки, что и у подушки фундамента дома, только в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной, в отличие от дома.
Так как основная "полезная" нагрузка на столб - ветровая - направлена горизонтально.
Значит, и реакция на эту нагрузку от грунта должна быть направлена горизонтально:
против направления нагрузки у уровня земли, и по её направлению у анкерного основания, тогда будет равновесие и столб останется на месте.

Теперь представьте, что у уровня земли щебень начал ДВИГАТЬСЯ, а пята осталась зажатой в материковый грунт. Что будет со столбом?
Равновесие нарушено, а момента реакции от "заделки" анкера в грунт недостаточно - плечо силы ветровой нагрузки увеличилось из-за того, что щебень ПЕРЕСТАЛ быть жесткой опорой и начал ДВИГАТЬСЯ, а анкер - "каким был, таким и остался"

Для стабильного вертикального положения столба под ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ нагрузкой нужно как можно большее основание для его "горизонтального фундамента",
т. е. как можно бОльшая площадь опоры НА СТЕНКУ ЛУНКИ.

Примеры:
воткнутый в землю лом расшатать гораздо легче, чем воткнутую трубу d=300
Нож плуга при рыхлении идет гораздо легче, чем отвал бульдозера, снимающего слой той же глубины.

Это в нашем случае и достигается НЕСЖИМАЕМОЙ засыпкой щебня между тонким столбом и большей поверхностью боковой стенки лунки состоящей из, увы, СЖИМАЕМОГО поверхностного слоя грунта !
Щебеночная "проставка" (подушка) для того и трамбуется, чтобы быть НЕСЖИМАЕМОЙ и
распределять нагрузку от столба (малая площадь опоры / твердый металл) к стенке лунки (бОльшая площадь опоры / мягкий грунт) и уравновешивать тем самым горизонтальную нагрузку на столб.

Пример:
Так же передается давление от оси колеса автомобиля (точечная нагрузка) к пятну контакта
шины с грунтом (распределенная нагрузка).
Теперь представьте, что шина лопнула или спустилась или начала ДВИГАТЬСЯ относительно
оси колеса в радиальном направлении - что станет с положением оси?

Итого:
Площадь боковой поверхности лунки - чем больше, тем лучше
Щебень утрамбован плотно, расклинен
От грунта щебень отделен геотекстилем, чтобы не "проваливался" в грунт со временем, теряя прочность засыпки.
Столб с антифрикционным покрытием боковой поверхности от вертикальной составляющей сил морозного пучения.
Отмостка от атмосферных осадков желательна.
Дренажная подушка под основанием/анкерной пятой столба, ниже УГП необходима.

Прошу прощение за "многАбукоФФ",
с уважением

 

@moleCAT, у Вас два варианта. Первый. это поверить практическому опыту поколений заборостроителей. Второй, если есть тяга к теоретическому обоснованию и пониманию, прильнуть к этой теме.

 

Спасибо, увольте
"Опыты поколений" - это к "Земле, стоящей на трех китах и Солнцу, вращающемуся вокруг Земли" -
сколько "поколений" этим жило - не счесть... И надо сказать, жили весьма счастливо, пока что-то не пошло "не так" ...

Прильнул. Наука - "верифицированный экспериментом опыт поколений"
Сразу понравилось это:

С уважением

 

Не совсем удачный пример. В горизонтальной плоскости грунт более подвижен, чем в вертикальной. Это свойство грунтов доказывается Вашим же примером с ломом.

Да! Расшатать можно и руками, а вогнать в грунт по самое "не могу" только кувалдой. Если щебень имеет хорошее уплотнение и его расклинило в лунке, то столб будет стоять. При воздействии ветра щебень будет неустойчив только в верхней части, где грунт рыхлый. А чем ниже, тем грунт и щебень будут плотнее. Это связано не только с тем как Вы утрамбовали, а с действием сил гравитации. В плотном грунте стенок лунки щебню некуда деться. Но даже при таких незначительных подвижках щебня в верхней его части - это такие мелочи, что не влияет на линию забора.

Да! Хорошо уплотненный щебень не дает столбу перемещаться в горизонтальном направлении. Тоже самое происходит и со столбом, если его просто забить в землю. Ненарушенный грунт с высокой плотность удержит столб от действий силы ветра. Поэтому не важно, на что будет давить боковая стенка столба на грунт или щебень. Главное, чтобы плотность была высокая и удержала столб в горизонтальном направлении. Именно поэтому щебень и уплотняют с боков столба, чтобы исключить возможность его горизонтального перемещения и забор в конечном счете не завалился.

Возникает вопрос. А затем тогда засыпать щебень в лунку, если столбы можно просто забить в землю? Плюсы такого способа очевидны: родной плотный грунт практические не нарушаем, а в щебне скапливается больше воды, которая при замерзании расширяется. Я уже не говорю о затратах на бурение луток, трамбование щебня и т. д. Получается, что от щебня в лунке одна головная боль...

Как раз наоборот. И вот почему. Предлагаю вернуться в прошлое. Не волнуйтесь, не очень далеко - в наше детство. Думаю, что каждый из нас в детстве лепил куличики из песка. Ну признайтесь, ведь было же. Давайте возьмем ведерко и заполним его очень сухим песком. Перевернем, как положено прихлопнем по дну лопаткой и поднимем ведерко. Что мы увидим? Кулич не получился из сухого песка и рассыпался. Что для этого мы делаем? Правильно добавим немого воды из лужи и сделаем чуть влажный песок. Повторим процедуру. И о чудо. Куличик получился.
Теперь слепим еще один куличик. Добавим воды немного больше, чем во второй раз, чтобы масса в ведерке балы жидкой. Повторим процедуру (перевернем и постучим). Увы, но куличик расплылся вместе с водой. В чем же причина? Во втором случае вода "склеила" песок, в третьем случае нет.
А дело в физике школьной программы, изучаемой в разделе "Механика". При малом количестве воды, когда песок влажный, песчинки удерживаются молекулами воды и наш кулич не ломается. Физика этого процесса проста. Сила трения, возникающая при контакте поверхностей двух тел и препятствующая их относительному перемещению, между песчинками на столько велика, что они способны держать форму ведерка - куличик не рассыпается.

Если добавить воды чуть больше, то вода начинает давить на песчинки в стороны не совпадающие с направлением силы трения, стараясь оторвать песчинки друг от друга. В итоге сила трения между песчинками уменьшается, связи разрываются, куличик рассыпается.

Аналогичные процесс происходят и в грунтах. Во втором случае, когда у нас с Вами куличик не рассыпался, описывает процессы происходящие во влажных грунтах (глины, суглинки, супеси). В третьем случае, когда куличик рассыпался, описывает процессы происходящие в грунтах, в которых имеются пустоты и эти пустоты заполнены водой (щебень, гравий).

Промежуточный выводы:
1. Влажные грунты и грунты в которых пустоты заполнены ведут себя по разному.
2. Влажные грунты характеризуются высокой силой терния между составляющих частей, вторые - низкой.

А теперь, если вода начнет замерзать, то куда она будет расширяться? Правильно! По пути меньшего сопротивления, туда, где сила трения между частицами минимальна. Это значит, что негативное давление не передастся на основную конструкцию, щебень примет ее на себя. Во влажном грунте частицы тоже ползут вверх. Но сила трения в них велика, грунт плотный, щебня нет. Он как тиски зажимает конструкцию и тянет ее вверх. Столб выскакивает из земли. Если столб обмазать битумом, то битум снижает силу трения. О чем я уже говорил чуть выше.

Выводы.
1. Заполнение лунки предпочтительнее выполнять щебнем. Это делается не обязательно, чтобы исключить горизонтальное перемещение столба. Это функцию летом прекрасно выполнит плотный грунт. Щебень нужен столбу зимой, когда грунт станет подвижным.
2. А вот чтобы исключить горизонтальные перемещения столба, при заполнении лунки щебень нужно хорошо уплотнить.
3. Для уменьшения количества воды в щебне пустоты заполнить песком или отсевом. Ниже глубины промерзания выполнить карман из щебенки для сбора воды.

 

А как при низкой плотности (другого грунта не дано) достичь нужной силы реакции ?
Правильно - увеличить площадь опоры (в данном случае горизонтальной).
Для этого и нужна "проставка" из щебня в верхней части лунки - она как бы "наращивает поперечное сечение столба", если уместна такая аналогия.
И "проставка" должна быть несжимаемая - иначе толку от нее - 0

Вверх или в сторону наименьшего сопротивления ?
В случае лунки это разные направления - см. векторы сил морозного пучения на Вашем рисунке

Т. е. щебень подвижен при пучении грунта ?

 

Уважаемый @moleCAT, можно у знать Ваше мнение о том как ведет себя щебень при морозном пучении грунта в точках:
а) на границе стенка лунки/щебень;
б) на границе стенка столба/щебень.

 

Опыт поколений, это конструктивы, которым не находит объяснений современная наука. Примеры нужны?

И при чем здесь водоотведение от основания фундаментов? То что Вам это понравилось, импонирует, так ка это мой принцип конструктива основания МЗЛФ.

 

1)

Понятия не имею, как - потому и вопросы задаю.
Судя по Вашему чертежу (рис. "е"), векторы сил от морозного пучения грунта направлены вверх и к центру лунки, где-то под 45° к вертикали.
Если пучится (меняется в размере) только грунт, а щебень остается утрамбованным и схваченным льдом на каком-то уровне, то движение щебня возможно на границе лунки/щебень вверх, вслед за грунтом.
Может оно НАРУШИТЬ расклинивание из-за неравномерного трения в слоях щебня ?
Если да, то это ослабит положение столба.
По границе столб/щебень движение щебня зависит от трения поверхностей стенки столба и щебня.
@Groundworkturf, дал ссылку на дискуссию про пучение: https://www.forumhouse.ru/posts/5670169/
Но там тема про направление сил морозного пучения как-то показалась нераскрытой:

Вид сверху, напряжения от ветровой (горизонтальной) нагрузки почти на уровне поверхности, поправьте, если не так



2)

Пустая дискуссия в духе:
"Ковчег построил Любитель, а Титаник - профессионалы" (с) ?

Нет, такие примеры не нужны.
В науке и технологии нет места "необъяснимым конструктивам" - т. к. за них можно схлопотать
вполне себе "объяснимо" - техногенные аварии тому ярчайшие и неопровержимые примеры.
Необъяснимые явления - это другое дело

Разве воду из под пяты анкера (основания) столба отводить не следует ? (по аналогии с МЗЛФ) ?
Из предыдущих сообщений видно, что мы уже сошлись с @Yriy, на том, подушка под пятой столба
нужна:

Только на рисунке "е)" она почему-то не показана...

P. S. :
А нет ли какого-нибудь СНиПа именно на щебеночные фундаменты/забутовки опор, столбов, мачт, башен, труб и прочих, работающих на изгиб, вертикальных строительных конструкций ?

С уважением

 

Уважаемый, @moleCAT. На моих рисунках схематично показано направление результирующих положительных и отрицательных сил. Положительные - это те силы, которые удерживают столб в земле. Отрицательные - которые вырывают.

Морозное пучение распространяется во всех направлениях. Но в каких-то больше, в каких-то меньше. Результирующая сила, как правило, вверх. Я не пишу "строго вверх", а просто "вверх". Все фундаментальные процесс, происходящие в природе, описаны Ньютоном, Ломоносовым и другими учеными прошлых столетий. Да даже не зная фундаментальных законов можно догадаться. Вы же взрослый человек. Если что-то где-то пучит, то куда выходит? Правильно! В том направлении, где меньше всего препятствий - в канала с дырочкой. В нашей с Вами дискуссии таким каналом с дырочкой является лунка. Скрепленный влагой замерзший грунт давит на щебень и разрушает связи в щебне на границе лунка/щебень. Потому как в щебне между камушками сила трения в этот момент меньше, чем между частицами замерзшего грунта. По мере движения в сторону столба щебень до уплотняется и на границе щебень/столб его давление на столб практически не изменяется. Столб остается неподвижным. После того, как все оттает, грунт уменьшится в размерах и под действием силы тяжести щебень вернется в исходное состояние. Вот весь процесс работы щебня в лунки при морозном пучении...

 

Это в случае изотропного процесса расширения так, если же процесс анизотропный (не одинаковый по всем направлениям), то и "выходить" будет не обязательно в сторону наименьшего сопротивления...

Вот с этого места можно поподробнее ?

1)
Грунт замерзает/сжимает щебень по всей окружности лунки (симметрично) или с какой-то стороны больше ?

2)
Вернувшийся в исходное положение под действием силы тяжести щебень, является расклиненным и уплотненным или нет?

С уважением