Закладка фундамента на вечномерзлых грунтах требует учета теплового воздействия на мерзлый слой, чтобы сохранить несущие свойства грунта и обеспечить прочность конструкции. Ледяные включения внутри мерзлого слоя придают ему плотность, но оттаивание под воздействием тепла из бетонной смеси снижает устойчивость и может привести к осадкам. Основная задача – контролировать теплоприток и минимизировать потери при сохранении температуры бетона в безопасных для твердения пределах.
До начала работ измеряют температуру мерзлого основания на проектной глубине и определяют его толщину. Если температура ниже –3 °C, применяют равномерный прогрев подошвы котлована до уровня –1 … 0 °C. Для прогрева используют паровые шланги или электрические кабели, размещенные по всей площади, чтобы исключить образование отдельных проталин, снижающих равномерность несущей способности.
Бетонную смесь подают с температурой не ниже +15 °C, с добавлением противоморозных присадок. Заливку выполняют быстро, непрерывно, чтобы минимизировать теплопотери и предотвратить схватывание отдельных участков до завершения всего объема работ. Сразу после укладки поверхность фундамента укрывают теплоизоляционными матами или плитами пенополистирола, чтобы сохранить тепло в первые сутки. В условиях температур ниже –15 °C дополнительно используются тепловентиляторы, поддерживающие температуру в зоне работ выше +5 °C.
Такая технология сохраняет стабильность мерзлого слоя, обеспечивает равномерное твердение бетона и предотвращает деформации фундамента в дальнейшем.
Подготовка основания на мерзлом грунте перед укладкой смеси
На площадках с мерзлым грунтом необходимо тщательно оценить состояние основания перед бетонированием. Прежде всего проводят снятие верхнего мерзлого слоя толщиной не менее 20–40 см, если его прочность ниже проектных требований. Это особенно актуально при наличии наледей или линз льда, которые при оттаивании приводят к неравномерной осадке фундамента.
После удаления слабого мерзлого слоя основание выравнивают и уплотняют послойно, добиваясь плотности, соответствующей коэффициенту 0,95–0,98 от максимальной по стандарту Проктора. Допускается использование подсыпки из сухих песков средней крупности, которые легче уплотняются на мерзлом грунте и не создают ледяных прослоек.
Температура основания перед укладкой смеси контролируется. Если температура грунта ниже -5 °C, рекомендуется применение подогрева инфракрасными установками или тепловыми пушками до достижения не менее -2 °C на глубине 10–15 см. Это исключает образование ледяной корки между фундаментом и бетоном, снижающей сцепление.
Для повышения прочности основания в мерзлых условиях применяются противоморозные добавки в бетонную смесь. Однако их подбор должен учитывать возможное агрессивное воздействие на грунт и несущие элементы фундамента. Оптимально использовать смеси с нитритом натрия или хлористым кальцием в допустимых концентрациях, предварительно согласованных с проектом.
На завершающем этапе поверхность подготовленного грунта очищают от снега и инея, после чего немедленно приступают к укладке смеси. Задержка в несколько часов способна привести к повторному замерзанию поверхности, что недопустимо при устройстве фундаментов в условиях вечной мерзлоты.