Описание пучения грунта и чем это грозит фундаменту

Рассчитываем сопротивление грунта по своим параметрам

Возвращаемся к величине R. Ее мы уже можем определить в зависимости от своих данных. В этом случае применима одна из формул:

• Если глубина заложения фундамента меньше 2 м, то используем формулу R=Ro * (1+k1*(b-100)/100) * ((d+200)/(2 * 200));
• Для фундамента глубиной более 2 м необходимо производить вычисления по формуле R=Ro * (1+k1*(b-100)/100) + (k2 * y’ll * (d-200).

Так как наш фундамент будет установлен на глубину 150 см, то применяем первую формулу, а остальные значения мы уже имеем. Получаем R = 2,5 x (1+0,05 x (30-100)/100) x ((150+200)/(2 x 200)) = 2,11 кг/см2. Так мы получаем показатели сопротивления грунта. Теперь имеем абсолютно все необходимые данные, чтобы рассчитать фундамент.

Рассчитываем площадь основания. Для этого достаточно умножить длину всех фундаментных лент на ширину. Получаем 39 м х 0,3 м = 11,7 м2 или 117000 см2. Чтобы определить, какое давление будет оказывать масса дома на грунт под ним, делим расчетную нагрузку (мы получили ее в процессе сбора нагрузок) на площадь фундамента. Получается 161280 кг / 117000 см2 = 1,38 кг/см2. Осталось только сравнить сопротивление грунта (2,11 кг/см2) с полученной величиной. Получилось, что показатели грунта выше, значит, он выдержит оказываемые нагрузки.

Как снизить воздействие пучинистых грунтов?

При возведении дома на пучинистых почвах можно пойти двумя путями — провести ряд мероприятий, помогающих снижению вспучивания и его негативного влияния, или заложить фундамент, которому морозное пучение неопасно.

Для предотвращения пучинистости грунта проводят ряд действий.

1. Замена грунта под основанием дома крупнозернистым песком. Такой способ требует рытья глубокого котлована и большого количества непучинистого грунта. Метод является достаточно затратным.
2. Возведение ленточного фундамента на пучинистых грунтах ниже промерзающего слоя почвы. В этом случае процессы вспучивания будут действовать на боковые поверхности фундамента. Чтобы уменьшить их влияние, основу дома следует надежно утеплить. Это приведет к дополнительным расходам.
3. Обеспечение отвода воды от дома, оборудование дренажной системы. Для этого потребуется изготовление отмостков и ливневой канализации.

Предотвращение пучинистости требует дополнительных материальных затрат, удлиняет время строительства. Выходом из положения является возведение фундамента, которому процессы морозного пучения не нанесут вреда.

Как сделать морозное пучение менее пагубным.

Для асфальтобетонного и   выложенного брусчаткой покрытия, что бы как-то компенсировать зимние деформации,  нужно   чередовать каждую зиму местоположение  очищенных участков, например, тропинка, её можно делать в разных местах. Что бы избежать такого проявления пучения, достаточно просто не убирать весь снег с площадки, небольшой его слой предотвратит глубокое промерзание. Если все-таки снег вам мешает, то тогда очищайте весь участок, земля равномерно промёрзнет и пучение грунта практически не будет заметно.

 Очень часто на стенах  зданий, особенно в местах оконных и дверных проёмов, появляются трещины. Не все они результат действия сил морозного пучения, возможно, они появились вследствие не равномерной нагрузки действующей на фундамент,  слабый грунт не выдержал  и дал осадку, причины могут быть разные, но в любом случае не желательно допускать промерзание грунта в этих местах. Ежегодная подвижка промерзшего грунта будет увеличивать размер трещин.

Технология создания

Перед укладкой делают разбивку для будущей выемки отмостки, подготавливают территорию, убирают мусор, деревья, кусты и растительный пласт грунта.

Алгоритм выполнения отмостки на пучинистом грунте:

1. Выбирают почву вдоль всего периметра цоколя объекта, шириной не менее 1м и на глубину — 0,45 м под минимальным уклоном — до 5%.
2. Тщательно трамбуют глину в основе пирога.
3. Укладывают гидроизоляцию.
4. Песок с утрамбовкой, полученная толщина песчаной подушки должна быть не меньше 0,150 м.
5. Укладывают предельно плотно теплоизоляционный материал, например, пеноплекс.
6. Укладывают геотекстиль.
7. Монтируют дренажную трубу на геотекстиль с края выработки, с отводом воды в общую дренажную систему на придомовом участке.
8. Укладывают щебень сверху дренажа и в промежутке между ним и утеплителем.
9. Заматывают дренажную трубку в геотекстиль совместно со щебенкой, наложив сначала край, находящийся в горизонтальном положении на утеплителе, а после накрыв другим краем.
10. Засыпают все слои крупным песком слоем 0,300 м, выравнивают и утрамбовывают слои трамбовкой.
11. Делают опалубку с установкой поперечных досок через 2 м и по углам для температурных швов.
12. Устанавливают арматурную конструкцию.
13. Заливают бетон слоем до 0,100 м.
14. Монтируют ливнеприемники под водостоком с выходом в канализационную сеть.

Особенности монтаж для глинистого не пучинистого грунта

Для такого грунта технология более простая. После трамбовки глины под пирог, укладывается гидроизоляция, выстилается слой песка до 150 мм. Опалубка не требуется, поскольку устанавливаются бордюры по периметру.

Заполняют внутреннее пространство песком и опять утрамбовывают, далее финишный слой отмостки выполняют из тротуарной плитки либо иного вида материала.

Нюансы обустройства утепленной и неутепленной конструкции

Для защиты отмостки от эффекта МПГ, потребуется создать слой теплоизоляции под ней. Профессионально изготовленная термоизоляция может значительно уменьшить глубину замерзания почвы и тем самым увеличить период эксплуатации защитной конструкции и домостроения в целом.

При применении пенополиуретана в роли теплоизолятора отмостки выполняют следующие этапы:

• слой термоизоляции необходимо устанавливать поближе к кромке земли слоем до 100 мм;
• слой термоизоляции обязан закрывать территорию непосредственно под отмосткой цоколем;
• утепляют зону почвы на расстоянии в диапазоне от 1,5 до 2,5 м от стен объекта, который выбирается соответственно от глубины залегания фундамента.

Какие грунты называют пучинистыми?

К ним можно отнести те, которые подвержены морозному пучению. Процесс протекает при сильно увлажненной почве, когда при минусовой температуре, вода замерзает и занимает значительно больший объем.

К МПГ относят все виды глин с многопористой структурой, которая удерживает в своем составе влагу и характеризуется степенью пучинистости, показывающей изменение объема почвы при полном замерзании влаги.

Е = (Н — h) / h, где

• Е — степень пучинистости;
• Н — размер слоя при отрицательной температуре в самую холодную пятидневку для района застройки;
• h — высота почвы при плюсовых температурах воздуха.

К пучинистым относят грунты с Е >0,01, то есть при промерзании 1 м, их объем увеличивается на 1 см.

Основные причины, обуславливающие стандартные показатели сил МПГ:

• Состав почвы и ее физико-механические характеристики;
• среда и климатические условия промерзающего грунта;
• конструкционный вариант отмостки;
• силы пучения по основанию отмостки.

Выделяются 2 направления действия сил МПГ на отмостку:

1. Вертикальная выталкивающая сила под основу конструкции.
2. Касательное пучение — это выталкивающая сила МПГ на боковые стены конструкции.

Что означает понятие «морозное пучение грунта»?

Морозное пучение – это процесс неравномерного поднятия насыщенной водой почвы вследствие увеличения ее в объеме при замерзании. При этом влага, находящаяся внутри грунта, значительно расширяется и разрывает изнутри структуру почвы.

Для того чтобы определить, присутствует ли на участке пучинистость грунта, приближенно вычисляют степень пучения по следующей формуле:

E = (H-h)/h,     где                    

Определение степени пучинистости грунта

E – степень пучинистости грунта;

H – высота грунта после вспучивания;

h – высота грунта до замораживания

В том случае, если значение E превышает 0,01, то можно говорить, что на данном участке пучинистость грунта присутствует.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МАЛОЗАГЛУБЛЯЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

6.4.
Малозаглубляемые фундаменты на локально уплотненном основании нашли применение
при строительстве зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения на средне-
и слабопучинистых грунтах. Локальное уплотнение грунтов достигается забивкой
фундаментных блоков в грунт или установкой сборных блоков в гнезда,
вытрамбованные при помощи инвентарного уплотнителя динамическим способом, что
повышает степень индустриализации строительных работ, снижает стоимость,
трудовые затраты, и расходы стройматериалов.

Локально
уплотненное грунтовое основание под фундаментом приобретает улучшенные
физико-механические свойства и имеет значительно большую несущую способность. В
результате повышенного давления на грунт и его большей плотности резко
снижаются деформации основания при замерзании и оттаивании грунта.

Экспериментальными
исследованиями по определению деформации морозного пучения под давлением в
природных условиях было установлено, что при промерзании локально уплотненного
основания ниже подошвы фундамента на 60-70 см величина морозного выпучивания
фундамента составляет: при давлении на грунт в 1 кгс/см2 – 5–6 мм; 2
кгс/см2 – 4 мм; 3 кгс/см2 – 3 мм; 4 кгс/см2 – 2
мм и при давлении 6,5 кгс вертикальных перемещений у фундамента не наблюдалось
в течение двух зим.

Применение
локального уплотнения грунтов, в основании на средне- и слабопучинистых грунтах
дает возможность использовать промерзающий грунт в качестве естественного
основания с глубиной заложения фундаментов на 0,5-0,7 от нормативной глубины
промерзания грунтов. Так, например, для средней полосы Европейской территории
СССР заложение фундаментов можно принимать на 1 м от планировочной отметки с
условием локального уплотнения грунтов.

Подготовка
оснований под малозаглубляемые фундаменты должна производиться в следующем
порядке:

а)
срезка растительно-дернового слоя и подсыпка, грунта, не содержащего
растительных включений;

б)
локальное уплотнение грунтов в основании столбчатых фундаментов путем забивки
инвентарного уплотнителя для образования гнезд под сборные фундаменты;

в)
разбивка осей расположения уплотненных оснований должна производиться после
того, как на площадку будет доставлено оборудование для локального уплотнения
грунтов под отдельно-стоящие фундаменты;

г)
глубина заложения малозаглубляемых фундаментов принимается из следующих
условий:

для
зданий, в которых не допускаются вертикальные перемещения от морозного пучения
грунтов в зависимости от удельного давления на грунт под подошвой фундамента в
пределах от 4 до 6 кгс/см2;

для
легких зданий, при наличии вертикальных перемещений, не мешающих нормальной
эксплуатации (временные, сборнощитовые, деревянные и другие здания), глубина
промерзания грунта под подошвой фундамента может быть принята, исходя из
допустимых деформаций.

Перед
устройством малозаглубляемых фундаментов на площадках со сложным геологическим
сложением необходимо уточнить осадки фундаментов, установленных на
локально-уплотненном основании, статическими испытаниями. Количество испытаний
на объекте устанавливается проектной организацией в. зависимости от
гидрогеологических условий.

Технология
устройства малозаглубляемых фундаментов изложена во «Временных рекомендациях по
проектированию и устройству мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах
под малоэтажные сельскохозяйственные здания» (НИИОСП, М., 1972).

7. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ
ГЛУБИНЫ ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТОВ И НОРМАЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ВЫПУЧИВАНИЯ
МАЛОЗАГЛУБЛЯЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Что может препятствовать касательному воздействию пучения

Песок на дне траншеи

Устройство монолитного железобетонного основания (не сборной конструкции).

1. Подсыпка песком дна траншеи. Более широкий слой сможет максимально уменьшить влияние касательных сил пучения грунтов.
2. Максимальное глубокое заложение подошвы фундамента. Цель этого мероприятия – увеличить вес дома до степени, когда общая масса превзойдет воздействие пучения.
3. Выполнение нижней части фундамента в виде анкера, то есть расширение его внизу: тогда силы пучения будут направляться вниз.
4. Повышение уровня строительной площадки, что приведет к снижению глубины промерзания грунта под домом. Для этого выполняется подсыпка песка крупной фракции.
5. Подготовка дренажных траншей, особенно при высоком уровне воды в почве.
6. Утепление фундамента.

Механизм увеличения объема грунта

Пучение грунта — это изменение его объема, происходящее в следствии замерзания содержащихся в слоях грунтовых вод. Другими словами, расширение обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда — 917 килограмм на кубометр. То есть, согласно законам физики, при переходе из жидкого состояния в твердое объем воды увеличивается ориентировочно на 9%. В результате это расширения влага оказывает давление на почву и  грунт движется вверх, поскольку в обратном направлении движение невозможно из-за высокой плотности ниже расположенных слоев.

Таблица: Классификация пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100.

Виды грунта	Класс пучинистости, %
Твердая глинистая почва. Гравелистые грунты не насыщенные водой. Пески крупных и средние. Грунты с большим содержанием горных пород.	Грунты, не подвергающиеся морозному пучению. Расширения объема менее 1%.
Глинистая почва средней плотности. Мелко-песчаные грунты. Пылеватая глинистая почва с вкраплением горных пород в пределах 10-30% от массы глины.	Грунты, слабо подвергающиеся морозному пучению. Расширение объема от 1 до 3.5%.
Пластичная глинистая почва. Глинистая почва, суглинок и супесь с вкраплением горных пород свыше 30% от массы.	Грунты со средней склонностью к пучению. Расширение объема от 3.5 до 7%.
Мягкопластичная глининистая почва. Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.	Грунты с высокой склонностью к пучению. Расширение объема от 7%.

Изменение объемов грунта может происходить не только зимой. Например, этот процесс вполне можно наблюдать и в переходных периодах, когда нет сильных морозов. Подвижки происходят, когда одна сторона строения находится под постоянным воздействием лучей солнца, а другая — в тени. А если при этом еще и идут дожди, переувлажняющие почву, и ночью начинает холодать, то резкий перепад температуры приведет к промерзанию скопившейся в земле жидкости. Это может повторяться многократно и приводить к износу фундамента и строения, установленного на нем. Весной, в результате такого воздействия, дом может подвергаться усадке на несколько сантиметров. Зимой последствия могут быть более критичными, а износ здания будет происходить быстрее и с большими повреждениями, так как сила промерзания в этот период выше.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = (H— h) / h, в которой:

• Е – отвечает степени пучинистости грунта;
• h – высоте грунтового массива до замерзания;
• H – высоте грунтового массива после промерзания.

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Действие сил морозного пучения на фундамент

Силы морозного пучения действуют не только на подошву фундамента, но и на его боковые стенки, так как увеличение грунта в объёме происходит вокруг всего фундамента, а не только под его подошвой.

Следовательно, вся сила морозного пучения грунта раскладывается на две составляющие:

Вертикальная и касательная силы морозного пучения грунта

нормальная (вертикальная) сила морозного пучения, действующая на горизонтальную подошву фундамента;

касательная сила морозного пучения, действующая на вертикальные стенки фундамента.

Грунт, находящийся вокруг фундамента, зимой примерзает к его подошве и стенкам. Двигаясь вверх, грунт тянет за собой и весь фундамент.

По мере заглубления фундамента нормальная (вертикальная) сила морозного пучения, действующая на горизонтальную подошву фундамента, уменьшается.

Но, одновременно с тем, увеличивается в размерах и боковая (вертикальная) стенка фундамента, а значит, действующая на неё касательная сила морозного пучения также возрастает.

Причем, сила эта может быть настолько велика (достигать 5-7 тонн на квадратный метр), что способна практически выдавить из грунта фундамент дома, выполненного из легких конструкций, вес которых слишком мал, чтобы противодействовать этим силам.

Следовательно, заглубление фундамента малоэтажного дома на глубину, ниже промерзания грунта, вовсе не гарантирует его устойчивость к силам морозного пучения: не будет вертикальной силы, действующей на подошву, зато многократно увеличится касательная сила, действующая на стенку.

Методы устранения эффекта пучения

Чтобы сделать основание, применимое для пучинистых грунтов, используют следующие техники:

• создание широкой трапециевидной конструкции. Она снижает влияние сил касания на строение.
• обкладку стенок траншейного канала гидроизоляцией. Прием показан для изоляции стенок в условиях заглубления фундамента.
• увеличение ширины ленты или монолита, которая приводит к нивелированию вспучивания.
• замену вспучивающегося грунта песчаным или гравийным сырьем.
• прокладку теплоизоляционного слоя по внешней стороне постройки. Способ нужен для предотвращения поднятия земли в морозный период.

Заглублять основание рекомендуют ниже уровня промерзания грунта – так эффект пучения не проявляется.

Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания

Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

• Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
• Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
• Дорогие строительные материалы;
• Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.

Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.

Влияние сил морозного пучения грунта на конструкции зданий

Особенно большую опасность влияние морозного пучения грунта представляет для фундаментов лёгких зданий.

Последствия действия  этих сил на дома с различной конструкцией стен:

– в каркасных и панельно-щитовых деревянных домах возникают перекосы стен, дверных проёмов и окон;

– в деревянных домах, сложенных из бруса или бревна – те же последствия, что и в каркасных, но в гораздо меньшей степени, так как такие дома представляют собой довольно жесткую конструкцию;

– в кирпичных домах в стенах могут появиться трещины вследствие того, что фундамент под зданием поднимается неравномерно – с одной стороны больше, с другой – меньше.

Особенности строительства

Процесс создания отмостки не считается сложным. Но, если человек сомневается в своих силах, лучше обратиться к профессионалам. Особенности строительства могут возникнуть при выполнении отмосток на склоне или при укладке нового состава на старый.

Строим на склоне

Такая конструкция отличается особенностями возведения и состоит из таких нюансов:

• соблюдение четкого алгоритма действий, при заранее подготовленном инструменте, опалубке, материалов и растворов смесей;
• имеет значение время выполнения работ – необходимо делать ее сразу после того, как закончены работы с фундаментом;
• потребуется обязательно утеплить ее с помощью материалов теплоизоляции;
• обустроить водоотвод по периметру конструкции;
• ширина основания поверхности должна быть не менее 1 м, при свесе кровли в 20 см.

Для утепления рекомендуется использовать эструдированный пенополистирол, в 2 слоя (обеспечение высокой гидрозащиты). Подушка, на которую монтируют листы утеплителя делается из песка или ПГС, на нее кладут рубероид. Стыки между листами и компенсационные швы заделывают герметиком, битумом, мастикой или пенопластом.

Толщина отмостки на участки с уклоном должна составлять по нормативам 21-50 см. Как сделать отмостку вокруг дома на участке с уклоном, можно узнать тут.

Укладка на старую

Особенности обустройства конструкции в данном случае заключаются в тщательной очистке, грунтовке и заделке имеющихся недостатков – трещин, сколов, разрушений. Восстановление проводится тем же материалом, из которого сделана отмостка, с помощью нужного инструмента.

При желании, старую поверхность можно дополнительно утеплить. По всему периметру дома делается опалубка, куда досыпается необходимое количество материала, а также его трамбовка, заливка и отделка. Работы желательно выполнять при благоприятной температуре, выше + 5°C.

Можно ли на старую отмостку залить новую, как правильно это сделать, расскажет эта статья.

Как положить на глинистых и пучинистых грунтах?

Особенностью данной конструкции служит создание дополнительной защиты от подтекания грунтовых вод и атмосферных осадков. Сначала обустраивают место для пирога отмостки, убирая плодородный грунт и формируя выемку по периметру дома с заданными размерами. Затем укладывают геотекстиль и плиточные бордюры.

Сверху засыпают песок и слой водонепроницаемой мембраны. Еще раз насыпают слой песка, выполняют трамбование поверхности, с помощью специального инструмента, и укладывают плитку либо делают заливку бетонным раствором. При использовании бетона дополнительно используют гравий и делают монтаж сетки из металла. Во время работы не забывают про уклон, водоотвод и деформационные швы.

На пучинистых почвах укладка отмостки из плитки или брусчатки весной в некоторых местах может подниматься, но затем, по мере установления стабильной теплой погоды, она самостоятельно становится на место.

Грамотное устройство отмостки на глинистых и пучинистых грунтах своими руками рассмотрено в этой статье.

Виды просадочных грунтов

Существует несколько видов грунтов, склонных к проседанию:

• глины;
• суглинки;
• лессы;
• лессовидные супеси;
• пески.

Такими же свойствами обладают пепловые отложения и промышленные отходы (например, колосниковая пыль).

Отдельно следует отметить насыпные грунты, которые образуются при планировке сложного рельефа или засыпке котлованов и оврагов. Они имеют неоднородный состав и неравномерно сжимаются под действием собственного веса или нагрузок. Суммарное проседание различных видов грунта может варьироваться от нескольких сантиметров до 2 м.

От проседания грунта существенно страдают российские города. Порядка 3,5 млн. кв. км территории страны, или 20 % ее площади, составляют склонные к проседанию почвы. На них расположено более 500 городов, а каждое шестое здание построено на лессовом грунте.

Природа сил пучения

Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме.

Плотность воды составляет 1000 кг/м3, плотность льда 916 кг/м3, это значит, что при одинаковой массе лед будет занимать больший объем, нежели вода примерно на 9%. Зимой вода, содержащаяся в грунте, превращается в лед, увеличиваясь в объеме, и тем самым создает давление на грунт. Под действием этого давления грунт начинает двигаться. Это давление не может продавить глубоко залегающие нижние плотные слои грунта поэтому выдавливает грунт вверх, а вместе с ним и фундамент дома.

Больше всего морозному пучению подвержены глинистые грунты (объем грунта может увеличиваться на 10-15%, то есть при глубине промерзания 1,5 м – на 15-20 см). Песчаные грунты подвержены пучению гораздо меньше; каменистые и скальные – практически не подвержены. Разница в том, что глина не пропускает сквозь себя воду, поэтому грунты содержащие глину накапливают в себе влагу. А между частицами песка или гравия вода просачивается и уходит в нижележащие слои, а та влага, которая и содержится в песчаном грунте распределяется в нем равномерно, поэтому пучение такого грунта происходит равномерно, что уже не так опасно для фундамента дома.

Зимой сила пучения достаточно велика, чтобы поднять фундамент вместе с домом, при этом нет никакой гарантии, что приподнятый дом весной вернется в исходное положение. Это было бы не так страшно, если бы дом поднимался и опускался равномерно, но это не так. В результате в доме возникают перекосы стен, дверных проемов и окон. В наибольшей степени это относится к каркасным или щитовым домам, в меньшей степени к домам сложенным из бруса, так как они сами по себе представляют жесткую конструкцию. Стены кирпичного дома при пучении могут потрескаться из-за того, что фундамент поднимается неравномерно — с одной стороны больше, с другой меньше. Например, под отапливаемым домом земля не промерзает, и часть фундамента под внутренними стенами дома не испытывает действия пучения, в то время как вокруг дома за внешними стенами фундамента промерзание есть. Осенью с северной стороны дома земля начинает промерзать быстрее, чем с южной: с одной стороны дома есть пучение, с другой — нет.

Как определить характеристики

Степень пучинистости грунтов получают после гидрогеологического исследования. Если нет возможности провести замеры, то можно определить по физическим параметрам земли на участке. Самостоятельно получится узнать вид почвы, уровень подземных вод и показатель текучести.

Рядом с предполагаемой стройкой выкапывают две вертикальные узкие ямы, глубиной 1,5-2 м. Непучинистые крупный гравий и скальный монолит определяют визуально. Из среза шурфа берут пробу грунта для установления типа. Небольшое количество смачивают в жидкости. После увлажнения массу в ладонях скатывают в колбаску и загибают в кольцо. Материал из песка не получится собрать, супесь рассыпается на мелкие части. Держит форму глина, а суглинка распадается на 3 куска.

Узнать тип грунтаИсточник k-dom74.ru

Уровень залегания подземных вод можно вычислить самостоятельно. Если через сутки в шурфе не появилась жидкость, то скважину буром увеличивают еще на 1,5 м. Просочившаяся влага на поверхности грунта станет показателем глубины залегания. Минимальные параметры для слабопучинистых глины и песка – 2 м.