Hoe Een Fundering Op Deinende Grond Te Bouwen - 1

2024 Auteur: Sebastian Paterson | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 13:52

Over de gevaren van deinende bodems - hoe zomerhuisjes te beschermen tegen dit schadelijke fenomeen

Als u na de winter in het zomerhuisje aankomt, kijk dan goed om u heen. En je zult zien dat in sommige huizen scheuren op de muren en glas ramen slangen. In andere gebieden stonden de poorten schuin (Figuur 1), de houtschuur of schuur sterk hellend (Figuur 2).

Dit is het gevolg van een dergelijk buitengewoon ongewenst natuurverschijnsel als zwelling van de bodem. Vooral de deining heeft in de eerste plaats een zware, of liever gezegd destructieve invloed op dat deel van de funderingen van gebouwen dat zich in de grond bevindt. Met dit fenomeen wordt vaak geen rekening gehouden, niet alleen zelfbouwers zomerbewoners, maar soms ook professionele bouwers.

Waar komt dit kwaadaardige deining van de grond vandaan en hoe wordt het gevormd? Zoals je weet uit een schoolboek over natuurkunde, neemt het volume van water tijdens het bevriezen toe met 10-15 procent. Hierdoor bereikt de opkomst en ondergang van de grond in het Noordwesten 20 centimeter en meer.

Als de uitzetting van water plaatsvindt in vochtige, dichte kleien, in fijne zandige en stoffige bodems, die het volume drastisch kunnen veranderen en vervormen (dat wil zeggen zwelling) bij negatieve temperaturen, dan worden deze bodems als deinend beschouwd. En grofkorrelig en grind - niet poreus. Mits ze een vrije uitstroom van water hebben.

Welke processen vinden daarin plaats die het mogelijk maken om alle bodems in deze categorieën in te delen? In deinende bodems stijgt het vocht hoog genoeg vanaf het grondwaterpeil en wordt het goed vastgehouden in bodems zoals in een spons.

In niet-poreuze bodems bezinkt vocht onder zijn eigen gewicht, alsof het erdoorheen valt, alsof het door een zeef gaat, en stijgt daarom niet hoog. Met andere woorden: hoe fijner (dunner) de structuur van de grond, hoe hoger het vocht er langs stijgt, en hoe meer het deinend wordt.

Het is duidelijk dat de grond van boven naar beneden bevriest. Het vocht in de bovenste lagen, dat in ijs verandert, neemt in volume toe en daalt. En als het, zonder te blijven hangen, door de structuur van de omringende grond sijpelt, bijvoorbeeld door grind, grof zand, dat praktisch geen weerstand creëert, dan zet de grond niet uit zonder vocht, wat betekent dat het deinende effect niet optreedt. En vice versa…

Dit geldt vooral voor dichte klei. Van dergelijke klei heeft vocht niet alleen geen tijd om te vertrekken, maar hoopt het zich ook op. Als gevolg hiervan zal dergelijke grond zeker deining worden. Hefverschijnselen zijn niet alleen belangrijke volledig onvoorspelbare grondbewegingen, maar ook kolossale belastingen op de fundering, die een druk van 6-10 ton per vierkante meter bereiken.

Vandaar de onveranderlijke conclusie: voordat met de bouw wordt begonnen, is het noodzakelijk om erachter te komen wat de maximale vriesdiepte op een bepaalde plaats is:

• in het koudste seizoen;
• bij het hoogste bodemvocht;
• bij volledige afwezigheid van sneeuwbedekking.

In de regio Leningrad is de vriesdiepte maximaal 1,5 meter. Het is duidelijk dat een gelijktijdige combinatie van al deze factoren onwaarschijnlijk is, maar dit is een veiligheidsgebeurtenis waarmee u natuurrampen kunt voorspellen en daarom kunt voorkomen.

Het is ook essentieel dat, zelfs als deining, het vervormen van de grond, de basis van de fundering die zich onder het vriespunt bevindt niet rechtstreeks beïnvloedt, de spanning aan de rand van de vrieszone zo groot kan zijn dat deze de fundering samen met de bevroren grond of scheur het bovenste deel van de bodem af. Dergelijke gevallen zijn het meest waarschijnlijk bij het bouwen van een fundering gemaakt van steen, baksteen of kleine blokken, vooral onder lichte gebouwen en constructies.

Dit is het gevolg van de zogenaamde laterale grijpkrachten. Ze ontstaan wanneer bevroren grond aan de zijwanden van de fundering hecht en onder bepaalde voorwaarden een druk van 5 tot 7 ton per vierkante meter van het zijvlak bereikt.

Zo wordt een funderingspijler met een diameter van 20 centimeter en een vriesdiepte van 150 centimeter beïnvloed door laterale adhesiekrachten van meer dan 9 ton. Dit is meerdere keren de belasting van het gewicht van het gebouw. En dus is er een deinend effect.

Dit komt door het feit dat er boven het oppervlak een constante botsing is van de kou erboven en de warmte van de aarde. Als de warmte van de aarde over het algemeen constant is, hangt de mate van bevriezing van de bodem van vele factoren af: temperatuur en vochtigheid van de omringende lucht, bodemvochtigheid, dichtheid en dikte van sneeuw, de mate van opwarming door de zon.

Door het temperatuurverschil is de vrieslijn overdag hoger dan 's nachts. Dit verschil wordt vooral groter als er weinig of geen sneeuw is. Dichter bij de lente ontdooit de grond aan de zuidkant sneller dan aan de noordkant en wordt daardoor nat, en dienovereenkomstig wordt de sneeuwlaag erboven dunner dan aan de noordkant.

Daarom warmt de grond aan de zuidkant, in tegenstelling tot de noordkant van het huis, overdag intensiever op en bevriest 's nachts meer, wat bijdraagt aan het ontstaan van laterale adhesiekrachten. Het effect van deze krachten wordt vooral versterkt als het oppervlak van de fundering ongelijk is en niet is voorzien van een geschikte waterdichte coating.

Een verzonken stripfundering kan ook door zijdelingse krachten worden opgetild als deze wederom geen glad, glijdend zijvlak heeft en van bovenaf niet voldoende wordt verpletterd door een huis of betonplaten.

Hoe kunnen we zulke gevaarlijke, destructieve en vaak catastrofale problemen vermijden? Een van deze opties, waarmee u ze kunt vermijden, wordt getoond in (Figuur 3.) Zoals we kunnen zien, zijn er geen steunen in de grond die kunnen worden blootgesteld aan zware lasten. In dit geval rust het gebouw op voetplaten. Een kracht gelijk aan een deel van het gewicht van het gebouw drukt erop, dat wil zeggen een zeer kleine belasting.

Het kussen van grof zand (anti-steen) voorkomt ijsvorming en zorgt voor het evenwicht. Dergelijke funderingsplaten kunnen thuis (voorstedelijke) omstandigheden worden gemaakt van beton met toevoeging van grind, metalen wapening. Het is het beste om draad te gebruiken. De dikte van de plaat moet minimaal 10 centimeter zijn. Er kunnen ook kant-en-klare platen worden gebruikt. Voordat de platen worden gelegd, wordt het zand bevochtigd en aangedrukt.

De zogenaamde ondiepe funderingen zijn echter veel wijdverspreider in de bouw van zomerhuisjes. Dit is wanneer de diepte van de fundering niet de diepte van bevriezing van de grond bereikt (Figuur 4). Het is duidelijk uit de natuurkundige wet dat het gewicht van een deel van een gebouw (BZ) moet worden gecompenseerd door de deinende kracht van de grond (GH) die wordt gegenereerd door de uitzetting van de ijskoude grond (ijs) en de laterale adhesiekrachten (BS), die de steunen naar buiten duwen.

De kracht van het opheffen van de grond bij lage temperaturen kan het gewicht van het gebouw aanzienlijk overschrijden, en dan zal de funderingssteun onvermijdelijk naar buiten worden gedrukt. Dit is erg merkbaar in het vroege voorjaar, wanneer de bovengrond volledig ontdooit en goed opwarmt. Bij warm weer zal de ondersteuning dalen, maar niet veel, omdat de ruimte eronder is gevuld met water en ondergelopen grond. Na een tijdje zal zo'n steun verschuiven en zal het gebouw onvermijdelijk kromtrekken.

Om een dergelijk ongewenst fenomeen te voorkomen, wordt vaak metalen wapening in de fundering en wanden gelegd en worden ook verstevigingsbanden geconstrueerd (Figuur 5). Of de basis van de fundering is uitgezet gemaakt in de vorm van een steunplatform-anker (Figuur 6). In deze gevallen neemt de stijfheid van de wanden en fundering toe, en bijgevolg neemt de weerstand van de gehele constructie tegen belastingen door zwelling van de grond sterk toe.

Wordt vervolgd