СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
ИЗ ПЛИТ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ ВСПЕНЕННЫХ
ЭКСТРУЗИОННЫХ ПЕНОПЛЭКС^®
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И УСТРОЙСТВЕ
МАЛОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

СТО 36554501-012-2008

2008

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова - филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» (кандидаты техн. наук В.Е. Конаш, Г.И. Бондаренко, А.Г. Алексеев), МГУ им. М.В. Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н. Хрусталев) и ООО «Пеноплэкс СПб» (канд. техн. наук А.И. Бек-Булатов).

2 РЕКОМЕНДОВАН К ИЗДАНИЮ РЕШЕНИЕМ Секции ученого совета НИИОСП им. Н.М. Герсеванова - филиала ФГУП «НИЦ «Строительство» 14 мая 2007 г.

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 9.04.08 № 86.

4 Стандарт гармонизирован с основными требованиями международных норм, в частности со стандартами SEI, RIL, а также ISO 13793:2001.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Содержание

Введение

Обеспечение эксплутационной надежности при одновременном снижении материальных затрат и экономии трудовых ресурсов при строительстве является важной частью программы малоэтажного и коттеджного строительства. Применение новых строительных технологий и материалов при строительстве различных сооружений позволяет добиться значительной экономии ресурсов, снизить трудоемкость и продолжительность строительства.

Сложные грунтовые условия широко распространены в Российской Федерации. При возведении малоэтажных зданий строителям приходится сталкиваться с решением вопросов, обусловленных наличием пучинистых грунтов в основании фундаментов. Значительную долю общей стоимости зданий составляют затраты на устройство фундаментов.

Стандарт разработан в развитие пункта 12.2.5 СП 50-101-2004, допускающего назначать глубину заложения наружных фундаментов независимо от расчетной глубины промерзания, если «предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов».

При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах с целью уменьшения глубины промерзания грунта в территориальных строительных нормах ТСН МФ-97 МО при проектировании и устройстве мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных зданий в Московской области рекомендуется «применение утеплителей, укладываемых под отмостку» с обязательной защитой их гидроизоляцией.

С освоением промышленного выпуска экструдированного пенополистирола в Скандинавских странах, Канаде и США разработаны стандарты для проектирования и строительства фундаментов мелкого заложения с использованием экструдированного пенополистирола в качестве теплоизолирующего слоя, уменьшающего глубину сезонного промерзания грунта в основании зданий.

Настоящий стандарт разработан с учетом опыта использования теплоизолированных фундаментов мелкого заложения (ТФМЗ) в Америке и Европе, а также особенностей инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических условий и опыта строительства малоэтажных зданий в Российской Федерации.

Рецензент - канд. техн. наук Н.Б. Кутвицкая (ФГУП «Фундаментпроект»)

СТО 36554501-012-2008

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ИЗ ПЛИТ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ
ВСПЕНЕННЫХ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПЕНОПЛЭКС^® ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
И УСТРОЙСТВЕ МАЛОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

DESIGN AND CONSTRUCTION OF THE FROST-PROTECTED SHALLOW
FOUNDATIONS ON THE FROST-SUSCEPTIBLE SOILS
WITH XPS BOARDS «PENOPLEX»

1 Область применения

Данный стандарт предназначен для проектирования и строительства теплоизолированных фундаментов мелкого заложения на естественном основании, использующих теплоизоляцию из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС^® для предотвращения пучения фундаментов при сооружении их на сезонно-промерзающих грунтах. Стандарт применяется к отапливаемым и неотапливаемым одно- и двухэтажным жилым, коммерческим, сельскохозяйственным зданиям и отдельно стоящим опорам с условием, что конструктивные требования, не касающиеся вопросов защиты от пучения, соответствуют строительным нормам и правилам или принятым методам проектирования.

Размещение подошвы фундаментов на малой глубине (0,3-0,4 м) от дневной поверхности значительно сокращает трудоемкость и стоимость работ по возведению малоэтажных зданий и отдельно стоящих опор.

Стандарт не распространяется на проектирование и строительство зданий и опор на вечномерзлых грунтах и в районах со средней годовой температурой наружного воздуха (СГТВ) ниже 0 °С или с величиной индекса мороза (ИМ) более 90 000 градусо-часов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте приведены ссылки на следующие нормативные и рекомендательные документы:

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия

СНиП 12-01-2004 Организация строительства

СНиП 23-01-99* Строительная климатология

СНиП 31-02-2001 Дома жилые одноквартирные

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. I-III)

СП 31-105-2002 Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом

СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах. - М.: Стройиздат, 1979

Рекомендации по учету и предупреждению деформаций и сил морозного пучения грунтов. - М: Стройиздат, 1986

Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. - М: НИИОСП, 1985

Пособие по проектированию основания зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83*). - М.: Стройиздат, 1986

ТСН МФ-97 МО Проектирование и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области. - М, 1998

ТУ 5767-006-56925804-2007 Плиты полистирольные вспененные экструзионные ПЕНО-ПЛЭКС^®

SEI/ASCE 32-01 Design and Construction of Frost-Protected Shallow Foundations

RIL 193-1992 Routavauriot ja routasuojaus

Canadian Foundation Engineering Manual, 3rd edition, 1992

ISO 13793:2001 Thermal performance of buildings. Thermal design of foundations to avoid frost heave.

3 Термины и определения

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 ПЕНОПЛЭКС^® и устройства в его основании подушки из непучинистого грунта, которым также засыпаются пазухи котлованов.

ПЕНОПЛЭКС^® - теплоизоляционные плиты из вспененного экструзионного пенополистирола, отвечающие требованиям ТУ 5767-006-56925804-2007.

Неотапливаемые здания - здания с температурой воздуха в помещениях зимой, равной или ниже 5 °С.

Пучинистые грунты - грунты, которые изменяют свой объем и свойства при промерзании - оттаивании. К ним относятся глины, суглинки, супеси, пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с включением выше перечисленных грунтов более 35 % объема. При замерзании грунта развиваются силы нормального и касательного пучения, которые, воздействуя на фундамент, могут вызвать его перемещение и деформации надфундаментных конструкций. Практически непучинистыми грунтами могут быть: мелкие и пылеватые пески и глинистые грунты твердой консистенции при глубоком залегании уровня грунтовых вод, а именно мелкие пески при z > 0,5 м, пылеватые пески при z >1,0 м, супеси при z >1,5 м, суглинки при z > 2,5 м и глины при z > 3,0 м (z - глубина залегания уровня грунтовых вод, считая от подошвы слоя сезонного промерзания).

Непучинистые грунты - грунты, которые не изменяют свой объем и свойства при промерзании-оттаивании. К ним относятся галька, гравий, щебень, крупно- и среднезернистые пески, а также их смеси. Кроме того, к непучинистым грунтам относятся промышленные шлаки, не подверженные химическому разложению, и горелые породы шахтных терриконов.

Сезонно-мерзлые грунты - грунты, находящиеся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.

Вертикальная теплоизоляция - плиты ПЕНОПЛЭКС^®, размещенные вертикально по внешнему периметру поверхности фундамента и цоколя отапливаемого здания.

Горизонтальная теплоизоляция - плиты ПЕНОПЛЭКС^®, размещенные 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.

Теплоизоляционная юбка - для неотапливаемых зданий и отдельно стоящих опор - часть горизонтальной изоляции, выходящая за контур здания или контур фундамента опоры. Для отапливаемого здания - горизонтальная теплоизоляция за контуром здания, расположенная на глубине заложения подошвы фундамента и граничащая с вертикальной изоляцией.

Отдельно стоящая опора - элемент конструкции, воспринимающий вертикальную осевую нагрузку.

«Мостики холода» - разрывы в теплоизоляции, которые создают термически проводимые пути и увеличивают возможность выпучивания фундаментов.

Среднегодовая температура воздуха (СГТВ) - сумма отрицательных и положительных градусо-часов наружного воздуха за год, деленная на продолжительность года. Обеспеченность СГТВ принимается 50 %. Определяется по СНиП 23-01.

Индекс мороза (ИМ) - абсолютное значение отрицательных градусо-часов наружного воздуха с обеспеченностью 1 % или наступлением события с вероятностью один раз в 100 лет. Индекс мороза с такой обеспеченностью не применяется в строительной практике на территории РФ. Необходимые значения ИМ получаются путем специальных вычислений. Такая обеспеченность обусловлена высокими требованиями к долговечности фундаментов. При пониженных требованиях к долговечности фундамента можно принимать значение обеспеченности ИМ 2 % (наступление события с вероятностью один раз в 50 лет).

Для ориентировочных расчетов величина ИМ может быть принята по схематической карте, приведенной в приложении А.

4 Общие положения по проектированию

4.1 Теплоизолированные фундаменты мелкого заложения должны проектироваться на основе нормативных документов и с учетом:

результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий для площадки строительства;

прогноза изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки в период строительства и эксплуатации;

климатических условий района строительства;

данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности здания и условия его эксплуатации;

нагрузок, действующих на фундаменты;

наличия существующей застройки и влияния на нее нового строительства;

экологических требований;

технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений.

4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

4.3 Используемые при устройстве ТФМЗ грунты, материалы, изделия и конструкции должны удовлетворять требованиям проектов, соответствующих стандартов и технических условий. Замена предусмотренных проектом грунтов, материалов, изделий и конструкций, входящих в состав возводимого здания или его основания, допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.

4.4 При проектировании и возведении ТФМЗ из монолитного и сборного бетона или железобетона следует руководствоваться СНиП 52-01, СНиП 2.03.11 и СНиП 3.04.01, а также соблюдать требования нормативных документов по организации строительного производства, технике безопасности и охране окружающей среды, правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ.

При производстве земляных работ следует выполнять приемочный контроль, руководствуясь СНиП 12-01 и СНиП 3.02.01. Приемку ТФМЗ следует выполнять с составлением актов на скрытые работы. При необходимости в проекте допускается указывать другие элементы, подлежащие промежуточной приемке, с составлением актов на скрытые работы.

4.5 При проектировании должна быть предусмотрена срезка экологически чистого плодородного слоя почвы для последующего использования его в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

5 Конструирование фундаментов с применением плит ПЕНОПЛЭКС^®

5.1 В качестве ТФМЗ используются фундаменты на грунтовой подушке (столбчатые, ленточные или фундаментные плиты), подошва которых закладывается на глубину 0,4 м в отапливаемых зданиях и на глубину 0,3 м в неотапливаемых зданиях и под отдельно стоящие опоры. Размеры фундамента определяют расчетом согласно СНиП 2.02.01.

5.2 Во избежание выпучивания фундаментов при сезонном промерзании фунта ТФМЗ включают в себя специальным образом уложенную теплоизоляцию из плит ПЕНОПЛЭКС^®, позволяющую уменьшить глубину сезонного промерзания под подошвой фундамента и удержать границу промерзания в слое непучинистого грунта (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.

5.3 Во избежание деформаций фундамента от действия касательных сил пучения пазухи котлованов засыпаются непучинистым грунтом.

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

5.5 Устройство подушек и засыпку пазух и траншей следует выполнять с послойным трамбованием или уплотнением площадочными вибраторами. При применении щебеночных подушек для сохранения плит ПЕНОПЛЭКС^® от продавливания следует применять выравнивающий слой песка, превышающий по толщине фракцию щебня в два раза.

5.6 Для защиты грунтов основания от обводнения поверхностными и грунтовыми водами на дневной поверхности по периметру здания по песчаной подготовке толщиной 5 см на ширину теплоизоляционной юбки устраивается асфальтовая или бетонная отмостка толщиной 2-3 см. Отмостке придается уклон от здания 3 %. Кроме того, в грунтовой подушке вблизи ее подошвы по всему периметру теплоизоляционной юбки устраивается трубчатый дренаж с выпуском в ливневую канализацию или в пониженные места за пределами здания.

5.7. В отапливаемых зданиях плиты ПЕНОПЛЭКС^® толщиной δ_v укладываются вертикально по внешней поверхности фундамента и цоколя здания на высоту не менее 1,0 м (рис.1) от подошвы фундамента и горизонтально за контуром здания на глубине заложения подошвы фундамента на ширину D_h, с образованием теплоизоляционной юбки толщиной δ_h по всему наружному периметру фундамента (кроме углов) и толщиной δ_с на углах и длиной участков L_c по углам здания.

Схема укладки и параметры теплоизоляционного слоя в фундаментах отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола и без показаны соответственно на рис. 1 и 1 а.

Рис. 1. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в фундаментах отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания; 4 - горизонтальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 5 - вертикальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 6 - защитное покрытие; 7 - песчаная подготовка под отмостку; 8 - асфальтовая или бетонная отмостка; 9 - непучинистый грунт; 10 - дренаж; 11 - теплоизоляция пола

Рис. 1 а. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЗКС^® в фундаментах отапливаемых зданий без теплоизоляции пола

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания; 4 - горизонтальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 5 - вертикальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 6 - защитное покрытие; 7 - песчаная подготовка под отмостку; 8 - асфальтовая или бетонная отмостка; 9 - непучинистый грунт; 10 - дренаж

5.8 В неотапливаемых зданиях ПЕНОПЛЭКС^® укладывается только горизонтально под подошвой фундамента в пределах всего здания и изоляционной юбки, которая выступает за контур здания на ширину D_h. Толщина слоя ПЕНОПЛЭКС^® принимается постоянной и равной δ_h (рис. 2, 3 и 3 а).

Рис. 2. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в фундаментах неотапливаемых зданий

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания; 4 - горизонтальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 5 - асфальтовая или бетонная отмостка; 6 - песчаная подготовка под отмостку; 7 - непучинистый грунт; 8 - дренаж

Рис. 3. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в фундаментах зданий с переменным режимом эксплуатации (отапливаемое - неотапливаемое)

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания; 4 - горизонтальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 5 - вертикальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 6 - защитный слой; 7 - песчаная подготовка под отмостку; 8 - асфальтовая или бетонная отмостка; 9 - непучинистый грунт; 10 - дренаж

Рис. 3 а. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в фундаментах зданий с невентилируемым подпольем и переменным режимом эксплуатации (отапливаемое - неотапливаемое)

1 - фундамент; 2 - стена здания; 3 - пол здания; 4 - невентилируемое подполье; 5 - вертикальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 6 - защитный слой; 7 - песчаная подготовка под отмостку; 8 - асфальтовая или бетонная отмостка; 9 - горизонтальная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®; 10 - дренаж; 11 - непучинистый грунт; 12 - парозащитный слой

5.9 Под отдельно стоящей или ленточной опорой ПЕНОПЛЭКС® укладывается горизонтально непосредственно под подошвой фундамента, выступая за его контуры на ширину D_h, и имеет толщину δ_h (рис. 4 и 4 а).

Рис. 4. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в фундаментах отдельно стоящих опор

1 - опора; 2 - фундамент; 3 - теплоизоляционный слой ПЕНОПЛЭКС^®; 4 - песчано-гравийная смесь; 5 - водоупорный слой

Рис. 4 а. Схема укладки и параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® при устройстве ленточной опоры

1 - ленточная опора; 2 - фундамент; 3 - теплоизоляционный слой ПЕНОПЛЭКС^®; 4 - песчано-гравийная смесь; 5 - отмостка; 6 - песчаная подготовка под отмостку

5.10 Если у отапливаемых зданий имеются холодные пристройки, например, террасы, крыльца, то теплоизоляционной юбке придается форма, показанная на рис. 5, а ширина юбки увеличивается на ширину пристройки. При этом ее параметры D_h и δ_h принимаются как для неотапливаемого здания.

Рис. 5. Сопряжение отапливаемого здания с холодной пристройкой

1 - фундамент существующего здания; 2 - фундамент пристройки; 3 - стена существующего отапливаемого здания; 4 - теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС^®; 5 - дренаж; 6 - песчано-гравийная смесь; 7 - стена пристройки; 8 - отмостка

5.11 Для защиты вертикальной изоляции, расположенной на внешней поверхности фундамента и цоколя здания, от механических повреждений, атмосферных воздействий, ультрафиолетового излучения и обеспечения долговечности конструкции необходимо предусмотреть светонепроницаемое и стойкое к атмосферным воздействиям защитное покрытие, которое совместимо с материалом изоляции. Защитное покрытие заглубляется в грунт на 15 см (рис. 1).

5.12 Для защиты горизонтальной теплоизоляционной юбки от механических повреждений, возникающих в результате воздействия колесной или точечной нагрузки на асфальтовое покрытие или тротуарную плитку в процессе эксплуатации, должна быть предусмотрена защита теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС^® листовым материалом. Защитный листовой материал может быть изготовлен на основе цементно-волокнистых плит либо другого материала и предназначен для использования в грунте. Защитный слой располагается на верхней поверхности теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС^®.

6. Расчеты теплоизоляции фундаментов и оснований

6.1 Расчеты ТФМЗ заключаются в определении:

размеров теплоизоляции D_h, L_c, δ_v, δ_h, δ_с;

толщины грунтовой подушки Н.

6.2 Размеры теплоизоляции и толщина грунтовой подушки определены методом математического моделирования теплового взаимодействия здания или отдельно стоящей опоры с грунтами основания. Результаты моделирования помещены в табл. 1-4. Входными параметрами в таблицы являются средняя годовая температура наружного воздуха (СГТВ), определяется согласно СНиП 23-01, и индекс мороза (ИМ). Если расчетные значения СГТВ и ИМ не совпадают с табличными, то принимается ближайшее табличное значение СГТВ в меньшую сторону, а ИМ - в большую сторону.

6.3 Параметры теплоизоляции отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола (рис. 1) приведены в табл. 1.

6.4 Параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® отапливаемых зданий без теплоизоляции пола (рис. 1 а) приведены в табл. 2.

Толщина теплоизоляции принимается по ближайшему типоразмеру в большую сторону.

6.5 Параметры теплоизоляции неотапливаемых зданий (рис. 2) приведены в табл. 3. Для жилого здания с переменным режимом эксплуатации (отапливаемое - неотапливаемое) рекомендуется конструкция, которая имеет общие элементы, присущие отапливаемому и неотапливаемому зданию (рис. 3 и 3 а) с дополнительным утеплением стен здания.

6.6 Параметры теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® под отдельно стоящими опорами (рис. 4) приведены в табл. 4.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

6.7 Толщина грунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже 17 °С принимается равной 0,2 м, с температурой воздуха ниже 17 °С, но выше 5 °С - 0,4 м.

6.8 Толщина грунтовой подушки Н под неотапливаемыми зданиями и отдельно стоящими опорами вычисляется по формуле

Н = d_f - (d + δ_h),                                                                                                          (1)

где d - глубина заложения подошвы фундамента, м;

δ_h - толщина горизонтальной теплоизоляции, определяется по табл. 3 или 4, см;

d_f - глубина сезонного промерзания грунта в месте расположения фундамента, определяется по формуле (2), м;

                                                                                                 (2)

где k - эмпирический коэффициент численно равный 10,

d_y - условная глубина промерзания, для неотапливаемого здания принимается по табл. 3, для отдельно стоящей опоры - по табл. 4, м;

λ_f - коэффициент теплопроводности непучинистого грунта в мерзлом состоянии, применяемого для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована, Вт/(м·°С);

ρ_f - плотность грунтовой подушки непучинистого грунта, кг/м³;

W_c - суммарная влажность грунтовой подушки непучинистого грунта, д.е.

Физико-механические характеристики грунтов, используемых для создания грунтовых подушек и засыпки пазух котлованов, приведены в приложении В.

Если в результате расчета величина H окажется менее 0,2 м, то она принимается равной 0,2 м.

7 Технология производства работ

7.1 При устройстве ТФМЗ следует руководствоваться требованиями СНиП 12-01, а также соблюдать требования нормативных документов по организации строительного производства, геодезическим работам, технике безопасности, правилам пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и охране окружающей среды.

7.2 Устройству ТФМЗ должны предшествовать следующие подготовительные работы: вырубка кустарника и корчевка пней; осушение площадки путем устройства водоотводных и нагорных канав, кюветов, лотков и т.п., с отводом воды в пониженные места; устройство подъездных путей и ЛЭП; строительство инженерных сетей до колодцев ввода и заглубленных конструкций, предусмотренных проектом.

7.3 К технологии производства работ по устройству ТФМЗ предъявляются следующие требования: избегать избыточного водонасыщения фунтов в основании фундаментов, предохранять их от промерзания в период строительства.

7.4 Строительство ТФМЗ начинают с устройства котлована, размер которого по дну принимается не менее размеров в плане горизонтальной изоляции, а в отапливаемых зданиях - плюс ширина фундамента. Для отапливаемых зданий котлован устраивается на глубину 0,6 м, для неотапливаемых зданий и под отдельно стоящими опорами - на глубину сезонного промерзания непучинистого грунта d_f которая определяется расчетом по формуле (2). Крутизна откосов котлована принимается 1:1.

7.5 В готовый котлован до уровня подошвы фундаментов в отапливаемых зданиях и подошвы теплоизоляции в неотапливаемых зданиях и под отдельно стоящими опорами слоями отсыпается непучинистый грунт и послойно уплотняется до плотности скелета грунта не менее 1600 кг/м³. При этом толщина слоя назначается в зависимости от применяемых для уплотнения механизмов. В грунтовой подушке устраивается трубчатый дренаж.

7.6 На поверхность грунтовой подушки укладываются плиты ПЕНОПЛЭКС^® и устанавливаются фундаменты отапливаемых зданий. В неотапливаемых зданиях и под отдельно стоящими опорами фундаменты устанавливаются непосредственно на поверхность плиты ПЕНОПЛЭКС^®.

7.7 При производстве фундаментных работ следует руководствоваться нормативными документами на производство бетонных и железобетонных работ, а также местным опытом строительства. После монтажа сборных фундаментов или устройства монолитного фундамента следует произвести обратную засыпку пазух котлована непучинистым грунтом с его тщательным уплотнением.

7.8 После окончания фундаментных работ и засыпки пазух котлована надлежит закончить планировку площадки вокруг дома с обеспечением стока воды от здания.

7.9 Работы нулевого цикла подлежат приемке представителем авторского и технического надзора на всех стадиях их выполнения с составлением актов скрытых работ на перечисленные ниже конструктивные элементы и технологические процессы:

а) работы по устройству системы водоотлива и осушения, а также другие подготовительные работы; к акту следует прикладывать исполнительные планы, продольные и поперечные профили дренажных канав;

б) работы по устройству предусмотренных проектом инженерных сетей;

в) освидетельствование грунтов котлованов, осмотр в натуре следует сопоставить с данными изысканий и в случае их несовпадения внести коррективы в проект;

г) работы по устройству грунтовой подушки, осмотр в натуре надо подкреплять данными лабораторных испытаний по определению плотности материала грунтовой подушки; только в том случае если она соответствует проектной, можно приступать к укладке плит ПЕНОПЛЭКС^® и устройству фундаментов;

д) работы по устройству горизонтальной теплоизоляции;

е) работы по устройству фундаментов, гидроизоляции, вертикальной теплоизоляции и засыпке пазух котлована.

8 Мостики холода

8.1 В отапливаемых зданиях, в случае когда плоскость стены здания не совпадает с плоскостью внешней вертикальной поверхности фундамента, вертикальной изоляции в месте сопряжения плоскостей придается излом во избежание образования мостика холода (рис. 6).

8.2 В процессе проектирования и строительства ТФМЗ необходимо предусмотреть мероприятия по недопущению возникновения «мостиков холода» (см. рис. 6).

Рис. 6. Схема укладки плит ПЕНОПЛЭКС^® для устранения «мостиков холода»

Приложение А

Схематическая карта распределения ИМ на территории западной части РФ

Приложение Б

Примеры расчета

Пример 1

Двухэтажное кирпичное отапливаемое здание без теплоизоляции пола на ленточном железобетонном фундаменте возводится в г. Ржеве Тверской обл. Нагрузка на 1 п.м фундаментной ленты определяется согласно СНиП 2.01.07. Требуется определить:

- размеры вертикальной и горизонтальной теплоизоляции;

- толщину грунтовой подушки.

Исходные данные. В качестве теплоизолятора принимаем плиты ПЕНОПЛЭКС^® типа 35; в качестве материала для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована - щебень плотностью 2040 кг/м³ и модулем деформации 65000 кПа. Грунты основания представлены пылеватыми песками плотностью 1800 кг/м³ и модулем деформации 18000 кПа.

Последовательность расчета

1. Определение ИМ. Указанный параметр находим по схематической карте, помещенной в приложении А. ИМ = 50000 градусо-часов.

2. Определение параметров вертикальной и горизонтальной теплоизоляции. В таблице 2 индексу мороза ИМ = 50000 градусо-часов соответствуют следующие параметры теплоизоляции:

- толщина вертикальной теплоизоляции δ_v = 0,06 м;

- толщина горизонтальной теплоизоляции по периметру здания δ_h = 0,061 м;

- толщина горизонтальной теплоизоляции на углах здания δ_c = 0,075 м;

- ширина теплоизоляционной юбки D_h = 0,6 м;

- длина участков возле углов здания L_c = 1,5 м.

3. Расчет толщины грунтовой подушки. Толщина фунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже 17 °С принимается 0,2 м.

Ответ. На основе проведенного расчета окончательно принимаем:

- толщину вертикальной теплоизоляции из плит ПЕНОПЛЭКС^® - 0,06 м;

- толщину горизонтальной теплоизоляции по периметру здания из плит ПЕНОПЛЭКС^® - 0,061 м;

- толщину горизонтальной изоляции на углах здания из плит ПЕНОПЛЭКС^® - 0,075 м;

- ширину теплоизоляционной юбки - 0,6 м;

- длину участков возле углов здания с усиленной теплоизоляцией - 1,5 м;

- толщину грунтовой подушки - 0,2 м.

При этом глубина котлована под ТФМЗ составит: 0,4 м +0,2 м = 0,6 м.

Пример 2

Одноэтажное кирпичное неотапливаемое здание на ленточном железобетонном фундаменте возводится в г. Дмитрове Московской обл. Нагрузка на 1 п.м фундаментной ленты определяется согласно СНиП 2.01.07. Требуется определить:

- размеры горизонтальной теплоизоляции;

- толщину грунтовой подушки.

Исходные данные. В качестве теплоизолятора принимаем плиты ПЕНОПЛЭКС^® типа 45 с модулем деформации Е = 18000 кПа; в качестве материала для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована - гравийно-песчаную смесь плотностью ρ = 1988 кг/м³, суммарной влажностью W_c = 0,06, коэффициентом теплопроводности в мерзлом состоянии λ_f = 1,17 Вт/(м·°С) и модулем деформации Е = 35000 кПа. Грунты основания представлены суглинком плотностью ρ = 1820 кг/м³ и модулем деформации 6000 кПа.

Последовательность расчета:

1. Определение СГТВ и ИМ. Среднегодовую температуру наружного воздуха определяем по СНиП 23-01 СГТВ = 3,4 °С; индекс мороза - по схематической карте, помещенной в приложении А. ИМ = 55800 градусо-часов.

2. Определение параметров горизонтальной теплоизоляции и условной глубины промерзания. Указанные параметры находим по табл. 4. Для пользования таблицей принимаем СГТВ = 3 °С, ИМ = 60 тыс. градусо-часов. Этим значениям входных параметров соответствуют следующие значения: толщина горизонтальной теплоизоляции δ_h = 18,0 см (0,18 м), ширина теплоизоляционной юбки D_h = 2,45 м, условная глубина промерзания d_y = 0,72 м, для неотапливаемых зданий d = 0,30 м.

3. Расчет толщины фунтовой подушки. Вначале по формуле (2) рассчитываем глубину сезонного промерзания в месте расположения ТФМЗ:

а затем по формуле (2) - толщину грунтовой подушки: Н = 0,734 - (0,3 + 0,18) = 0,254 м, принимаем Н = 0,26 м.

Ответ. На основе проведенного расчета окончательно принимаем:

- толщину горизонтальной теплоизоляции из плит ПЕНОПЛЭКС^® - 0,18 м;

- ширину теплоизоляционной юбки - 2,45 м;

- толщину грунтовой подушки - 0,26 м.

При этом глубина котлована под ТФМЗ составит: 0,30 + 0,18 + 0,26 = 0,74 м.

Приложение В

Свойства материалов

Технические характеристики плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС^®

Физико-механические характеристики некоторых грунтов, используемых для создания грунтовых подушек и засыпки пазух котлованов