Архитектурные проекты / Вход в Дом. Проблемы крыльца. От чего разваливается крыльцо? фрагмент 2. Проблемные грунты. Промерзание

Продолжение. 
Первая часть "Откуда делать вход?" 
Вторая часть "Состав входной группы" 
Третья часть  "Козырек крыльца входа. Как правильно?"
Четвертая часть "Проблемы крыльца. От чего разваливается крыльцо?" фрагмент 1.

фрагмент 2.
эпизод 2. Проблемные грунты
, промерзание и морозное пучение грунта
Дом и крыльцо имеют разную массу и оказывают разное давление на грунт. Если допустить, что грунт под пятном застройки самого дома и под крыльцом одинаковый (что в реальности зачастую не так), то и тогда чтобы добиться равных усадок по грунту, фундаменты крыльца должны быть сформированы с учетом разного давления на подошву.  Кроме того, и сила морозного пучения тоже будет действовать на крыльцо и на дом по-разному.

Факторами риска при этом являются пучинистые грунты, высокий уровень грунтовых вод и уклон на участке. Также не нужно забывать, что грунт вокруг дома промерзает неравномерно – где чистили снег - там глубже, где солнечная сторона - там меньше, чем в теневой части.

Чтобы убедиться в наличии этих сил далеко ходить не понадобится: посмотрите как трескаются сопряжения отмосток со стеной от шевеления промерзанием.
 
Касательные силы пучения в грунтах нашей области могут достигать значений 7, 9 и 11 тс/м2 - в слабо-, средне- и сильнопучинистых грунтах соответственно. Причем, касательные силы пучения почти на порядок меньше нормальных (которые под подошвой и выталкивают вверх).
Поскольку вода замерзая превращается в лед и увеличивается в объеме почти на 10%, то как следствие, при воздействии сил пучения на фундаменты, последние могут подниматься вместе с грунтом. Так плита фундамента или мелкозаглубленная лента порой приподнимается до 10 см (в зависимости от величины "а", состояния грунтов и веса сооружения), свайный фундамент может быть выдернут верхним замерзшим слоем из непромерзшего нижнего грунта (если сумма сил касательного пучения окажется больше сил трения ствола сваи в грунте ниже глубины промерзания).  А для уменьшения воздействия касательных сил пучения на бетон фундамента - к примеру, между ним и грунтом укладывают 1-2 слоя рубероида, которые позволяют минимизировать силы трения между бетоном и замерзшим грунтом.


Для предотвращения такой ситуации выдергивания фундаментов в индивидуальном домостроении часто применяют вариант свайного (или свайно-ростверкового) фундамента с использованием свай ТИСЭ, у которых на конце сваи ниже глубины промерзания устраивается полусферическое (куполообразное) утолщение, играющее роль анкерного якоря против выдергивания сваи.
 
Деформации пучения фундаментов зависят от соотношения нагрузок от дома и сил пучения, от конструкции фундаментов и основания, от теплового режима дома и могут значительно превышать допустимые деформации по вертикальным смещениям, которые для деревянных коттеджей нормируются равными 5,0 см, для кирпичных - 2,5 см.



«Морозное пучение» давно уже стало своеобразным жупелом для христиан застройщиков)
Между тем есть несколько простых способов обломать ему рога:
1. заменить пучинистый грунт на непучинистый (На величину размера «а» или меньше (см. чертеж выше) под подошву фундамента укладывают подушку из утрамбованного песка минимальной высотой 30 см и шириной на 20 см больше, чем ширина фундамента. Для защиты от заиливания песчаную подушку и обратную засыпку нужно отделить от остального грунта дорнитом или фильтрующей тканью) сминимизировав толщину доступного промерзанию грунта, мы тем самым уменьшаем до минимума те 10% возможного расширения грунта (до величины в несколько см), которые компенсируются песком;
2. удалить влагу из грунта так, чтобы нечему было замерзать (При интенсивном снеготаянии, обильных дождях и проч. возможно образование верховодки на контакте верхнего слоя суглинка с глинистыми отложениями.  Для компенсации этих негативных явлений устраивается комплексный (поверхностный и в уровне подошвы фундамента) дренаж с разработкой проекта водоотвода, отмостка шириной на 200 мм больше выноса карниза, вертикальная планировка на 3-5 м с уклоном от дома);
3. утепление грунта (сдвинуть, расширить «воронку промерзания»), сделать так, чтобы вода, если даже и появится под фундаментом, не смогла замерзнуть.

Любой из этих способов позволяет исключить морозное пучение грунта, но все же лучше их комбинировать.

Какие еще мероприятия при возможных неравномерных деформациях сложных грунтов имеет смысл выполнять?
1.       Во время строительства выполнять защиту основания от переувлажнения посредством устройства вертикальной планировки и водоводов - для отвода воды за пределы строительной площадки;
2.       Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к неравномерным деформациям основания:
а) установка жестких непрерывных железобетонных поясов по всему контуру здания в уровне фундамента и в плоскости плит перекрытия. Для этого в наружных продольных и поперечных стенах предусматривают армированный пояс;
б) армирование стен и столбов, кирпичных колонн;
в) «гибкое» подсоединение внутренних инженерных сетей к наружным коммуникациям; 
г) деформационные швы для разделения отдельных частей здания (рассмотрим позже).


эпизод 3. Промерзание ступеней и основания крыльца.  Варианты материала и отделки крыльцаОсобенность наружного расположения крыльца влечет за собой ряд "узких мест".

Для плитки, положенной на крыльце, ступенях и площадках, нежелательно нахождение металлического уголка, даже в бетоне. Несмотря на то, что линейное расширение у железа и бетона практически одинаковое, металл благополучно работает в толще бетона, которая обладает некоторой щелочной реакцией. Металлический уголок (который не спрятан на 2-3 см в бетон, а служит границей ступенек, т.е. лежит на поверхности бетона) через микро трещины в швах от воды и воздуха окисляется, ржавеет и создает под плиткой в растворе клея пазухи.
 
Что происходит при переходе температуры «через ноль»?
1.      Бетон фундамента, незащищенный гидроизоляцией, напитывается капиллярной влагой и при падении температуры снаружи, как более нагретый начинает отдавать пары воды в атмосферу.
2.     На пути пар встречается с плиточным клеем и плиткой, имеющей большую плотность и меньший коэффициент паропропускания. На этой границе пары концентрируются и достигая при определенной температуре «точки росы» конденсируются.
3.      Кроме того, ржавчина на металле как губка напитывается капиллярной и конденсатной влагой.
4.      Лед, образующийся от замерзания, разрывает связь клея с бетоном и со временем плитка начнет отпадать.

Выводы?
1.      При возведении фундаментов крыльца устраивать отсечную гидроизоляцию, чтобы исключить напитывание бетоном влаги за счет капиллярного подсоса из почвы и от атмосферных осадков;
2.      Не оставлять незащищенный металл под/над плиткой;
3.      Плитка для крыльца требует определенных знаний при выборе и укладке: применять следует экструдированную клинкерную плитку и клеевой раствор с показателями по паропропусканию большими, чем у бетона. Здесь мы сталкиваемся с дилеммой: что лучше - чтобы выглядело «богато» или чтобы было практично;

Накладные уголки и противоскользящие накладки не менее опасны для долговечности ступеней.  
 Их недостаток заключается в том, что они задерживают воду на поверхности ступени. Вода, замерзнув, создаст проблему движению по такому крыльцу. Были случаи, когда заказчики через год просили срезать уголок. Как вариант, накладной уголок и накладки можно устанавливать отдельными кусками (с пропусками для стока воды).
Только внутри отапливаемого помещения можно пользоваться металлическими отделочными уголками для плиток  как душе угодно. Ведь в течении года отделка там не испытывает температурных колебаний и нет опасности замерзания влаги под плиткой.

Использование поверху крыльца противоскользящих решеток из пластических материалов.
 Это решение очень распространено на общественных зданиях, где критерии безопасности имеют решающее значение. Но эти решетки устанавливаются на шурупы, которые просто крепят в основание крыльца. А это — практически прямой доступ влаги, даже если вы покроете места пробивки силиконом. В случае частного дома это гарантированный ремонт крыльца через 2-3 года.


При помощи электрического обогрева, уложенного на крыльцо и ступени, можно за несколько часов избавиться от их обледенения на улице. 
Наледь образуется в температурном коридоре от +3 до -7 и если при этой температуре добиться сухой поверхности облицовочного материала, то более крепкие морозы не будут страшны. А всё потому, что при другой температуре снег, как правило, не идёт и наледь не образуется, а значит и греть более нет надобности.

Когда отсутствует возможность увеличения высоты ступени, под кабель вырезают канавки (штробы), и уже в них укладывают кабель.

Для гарантированной защиты от наледи уличных ступеней требуется обеспечить мощность обогрева 250-300 Вт/м2. Ведь вам придется нагревать и толщу бетона аж до самой земли!Вспененный полиэтилен с фольгой, который порой укладывают под провод в качестве теплового экрана (как мы видим на круглом крыльце) на самом деле из-за своей ограниченной толщины мало что обеспечивает в плане перенаправления теплового потока.
Для экономии подогрев может охватывать только центральную часть ступеней.

На последней фотографии площадка нагревается не электричеством, а нагревательными трубами. Но теплоноситель здесь не вода! Он должен быть устойчив к замерзанию. Такой жидкостью может стать этиленгликоль или пропилен.


Варианты материала и отделки крыльца
Если слишком сложным кажется процесс облицовки крыльца плиткой, возникает вопрос: какими альтернативными материалами можно оформить крыльцо входной группы?

В частности, следует учитывать, как эти материалы будут соотноситься с плиткой по срокам эксплуатации, ремонтопригодности, стоимости единицы м2 покрытия?

Вариант 1. Кирпич.
Можно найти много фотографий, где крылечки из красного кирпича выглядят пристойно много лет. Эти примеры и сбивают с толку.
Такие кирпичные ступени действительно существуют и долго, но сделаны они из специального клинкерного кирпича или облицованы специальной клинкерной плиткой:
 
Клинкерный кирпич по своим свойствам аналогичен клинкерной плитке, которая десятки лет, без повреждений лежит на садовых дорожках. Все дело в структуре. Клинкер плохо впитывает воду. А впитав, легко отдает ее. Настоящий клинкерный кирпич имеет марку по морозостойкости F100, гигроскопичность не более 5% и плотность около 2,0 кг/дм3.

Чем обыкновенный красный кирпич отличается от клинкерного?

Марка по морозостойкости всего лишь не более F35, а водопоглощение более 8%, наличие трещин и большая пористость (при ударе молотком слышен глухой звук). Внешне, такой кирпич может выглядеть очень качественно, но это все тот же - кирпич красный обыкновенный…
Вывод: Использовать обычный кирпич в качестве основания под крыльцо нельзя.

А что можно?

Если вы готовите крыльцо под облицовку декоративной плиткой или камнем - основание должно быть из железобетона с надежной гидроизоляцией.

Как поступать тогда  с  крыльцом из обычного кирпича?

Лучше разобрать. Это поможет сэкономить на будущих ремонтах такого крыльца.
Но, если, рука не поднимается “взорвать” его или имущество чужое и находится в аренде (а ходить  каждый день хочется по приличным ступеням), то можно будущую облицовку закрепить на каркасе. Это не остановит разрушение кирпича, но плитка на таком крыльце может продержаться и десять лет.


 А вот вам пример того, как выполнено крыльцо с ошибками по всем параметрам:
 
1. в бетонное основание внесены включения из обычного красного кирпича (а температурное расширение кирпича, кстати, в 2 раза ниже, чем у бетона);

2. облицовка из плитки, не предназначенной для этих задач;

3. применены металлические уголки, которые не смогут жить снаружи помещения;

4. углубление для решетки по очистке подошвы обуви выполнено в виде простого приямка, атмосферные осадки из которого питают влагой бетон основания и кирпич, которым выложен этот приямок. В то время, как по-хорошему, они должны отводиться специальной трубой в дренаж из приямка оборудованного гидроизолированным приемным поддоном:
 



Коль скоро вы зальете основание крыльца из ж/бетона, логично вытекает следующий вариант покрытия:
Вариант 2.1. Бетонное крыльцо без отделки
Самый демократичный вариант.  Правильный бетон (марка прочности не менее М250, марка по морозостойкости не ниже F100,  по водонепроницаемости - от W6) да еще и правильно уложенный - сам по себе материал с достаточным запасом прочности и может прослужить вам верой и правдой как минимум на пол-века. Причем повышенные марки изменяют стоимость м3 бетона совсем незначительно. А добавление в замес некоторого количества пигмента (коричневый, белый, черный) позволяет крыльцу обеспечить необходимые декоративные свойства.

Вариант 2.2. Бетонное крыльцо с отделкой из декоративного бетона 
Вариант 2.3. Бетонное крыльцо с декоративной отделкой из 
камня
а) покрытие мозаичного бетона из мраморной крошки. Важно, наружные ступени не плифуются и не полируются, на них следует оставить естественные неровности для лучшего сцепления при подъеме. б) покрытие - брекчия из натурального камня
 
Вариант 3. Покрытие - гранитная брусчатка
 
При облицовке камнем следует учитывать коэффициент линейного теплового расширения (10-6 °С-1)
Бетон               10-14
Строительный
раствор           7.3 - 13.5
Мрамор           5.5 - 14.1
Песчаник           11.6
Гранит                 7.9


Вариант 4. Мелкоразмерные бетонные тротуарные плитки и камни
 


Вариант 5. Профильные бетонные ступени для крылец

 
Вариант 6. Плитка с высоким коэффициентом сопротивления скольжению, не ниже R10.
Любая керамическая плитка производится методом прессования: базовое вещество прессуют, формуют, покрывают глазурью и выкладывают в печь, где оно запекается при температуре примерно 600 С.
Экструдированный клинкер производят по-другому: формовка производится методом экструзии, само вещество не прессуется, а выдавливается. При этом не происходит сверх-уплотнения материала, в нем сохраняются поры. После выдавливания клинкер попадает в печь, где запекается при температуре 1200 градусов. При этом любые неочищенные примеси органического происхождения уничтожаются, а поры — остаются. Именно через эти поры влага беспрепятственно выходит из бетонного основания наружу. Водопоглощение экструдированного клинкера находится в пределах всего лишь от 0.7 до 3 % (неглазурованные плитки).
 Шильдик со словом «клинкер» сегодня можно встретить на многих материалах, этим грешат многие производители, хотя далеко не каждый такой материал является экструдированным клинкером. 
 Так можно отличить экструдированный клинкер (слева) от обычной прессованной плитки. Борозды – это след от экструдера, который ее продавливает, затем плитка просто обрезается, край получается грубым. На обычной же плитке всегда будет виден след от пресса — он проявляется в виде кромки по периметру тыльной стороны (справа).

Больше информации об этом материале см. например, здесь.



4. Деформационный шов. и 5. Промерзание холодных неутепленных конструкций

Эти эпизоды разберем в следующий раз...
пост сформирован с использованием материалов из… Архитектурные…
  • 3
  • интересно
  • ArhiKarp
  • 29 марта 2018 00:51
Ответить автору поста
ArhiKarp
359 постов
Последние комментарии
Nayana
function li_counter() {var liCounter = new Image(1,1);liCounter.src = '//counter.yadro.ru/hit;bloger?t44.6;r'+((typeof(screen)=='undefined')?'':';s'+screen.width+'*'+screen.height+'*'+(screen.colorDepth?screen.colorDepth:screen.pixelDepth))+';u'+escape(document.URL)+';'+Math.random();}