Пучинистые грунты это какие: Что такое пучинистые грунты — SGround.ru

Содержание

Что такое пучинистый и непучинистый грунт?

Особые свойства пучинистых грунтов

Особое свойство оснований, способных вспучиваться, заключается в значительном увеличении объема в результате зимнего промерзания.

Как определить пучинистые грунты? К основаниям, обладающим свойством вспучивания при промерзании, относятся только глинистые (в том числе суглинки) и песчаные грунты (пылеватые, мелкие и средней крупности). Гравелистые и крупные пески к пучинистым не относятся.

Песчаные, глинистые грунты и их разновидности обладают мелкопористой структурой, то есть состоят из мелких минеральных частиц, между которыми имеется множество мелких полостей. Эти полости или поры могут содержать влагу. При понижении температуры ниже нуля влага в грунте замерзает, превращаясь в лед, который, как известно, всегда увеличивается в объеме по сравнению с исходным объемом воды. В результате замерзания воды в порах и происходит увеличение всего объема основания, называемое морозным пучением.

Основания делятся по степени пучинистости, которая зависит от уровня или глубины, на которой залегают подземные воды. Для глинистых оснований еще имеет значение показатель текучести. Приводим следующую таблицу с градацией по степени пучинистости разных видов грунтов.

Степень пучинистости грунтов

Степень пучинистости грунтов Мелкий песок, Z Пылеватый песок, Z Супесь, Z Суглинок, Z Глина, Z Показатель текучести Jl Относительная деформация пучения Efh
Грунты непучинистые > 0,75 > 1 > 1,5 > 2,5 > 3
Грунты слабопучинистые 0,5 — 0,75 0,75 — 1 1 — 1,5 1,5 — 2,5 2 0 — 0,25 0,01 — 0,035
Грунты среднепучинистые 0,5 — 0,75 0,75 — 1 1 — 1,5 1,5 — 2 0,25 — 0,5 0,035 — 0,07
Грунты сильнопучинистые >0,5 > 0,07
  • Основной показатель – это относительная деформация пучения Efh, которая определяется отношением величины подъема поверхности вспучивающегося основания к толщине промерзшего слоя.
  • Показатель Z – это разница между величиной УГВ и глубиной сезонного промерзания, значение которой равно 1,2 м для отапливаемых зданий, и 1,5 м – для неотапливаемых зданий.

Если степень пучинистости по показателям Z и Jl (текучести) отличаются, то принимается большее значение.

Так как пучинистые основания проявляют свои негативные свойства при условии насыщения водой, то существует еще один способ классификации, учитывающий условия увлажнения основания зданий по характеру рельефа местности.

1 Возвышенные и всхолмленные места, водораздельные плато, где грунты могут увлажняться только от атмосферными осадками. Слабопучинистые
2 Равнины, слабовсхолмленные места, пологие склоны с затяжными уклонами, где грунтовые основания увлажняются атмосферными осадками и верховодкой, только частично грунтовыми водами. Среднепучинистые
3 Низины, котловины, заболоченные места, в которых грунтовые основания увлажняются и водонасыщаются атмосферными осадками, верховодкой и грунтовыми водами. Сильнопучинистые

То есть, если по показателям Z и Jl основание относится к  слабопучинистым, но участок строительства расположен в низине или котловине, то следует считать, что грунты сильнопучинистые.

Таким образом, пучинистый грунт – это песчаный или глинистый  грунт, подверженный увлажнению и  сезонному промерзанию.

Распространение пучинистых грунтов на территории России

Так как песчаные и глинистые основания распространены повсеместно, то можно считать, что расположение грунтов с пучинистыми свойствами охватывает почти половину территории России. Сюда входят:

  • западные области РФ: Калининградская, Псковская и Ленинградская области и Республика Карелия;
  • средняя полоса РФ: Владимирская, Калужская, Ивановская, Костромская, Рязанская, Московская, Смоленская, Тверская, Тамбовская, Тульская, Ярославская, Белгородская, Брянская, Вологодская, Воронежская, Кировская, Курская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Ульяновская области, Чувашская Республика;
  • южные части Архангельской и Мурманской областей, Хабаровского края, Республики Якутия, Красноярского края, Иркутской и Тюменской области, Республики Коми;
  • Амурская, Читинская, Новосибирская, Омская, Кемеровская области, Республики Бурятия, Коми, Тыва, Алтай, Свердловская область, Республики Татарстан и Башкортостан, Волгоградская область, Ростовская область, Республика Калмыкия;
  • северные части Краснодарского и Ставропольского краев.

Исключается зона вечной мерзлоты, которая охватывает большую часть территорий Якутии, Красноярского края, Тюменской и Архангельской области, Республики Коми. Зона вечной мерзлоты отличается тем, что грунт там промерзает на сотни метров вглубь, поэтому проблема пучинистых грунтов для этой зоны неактуальна.

Точно так же неактуальна проблема морозного вспучивания для регионов, где в основании зданий залегают в основном грунты скальные и крупнообломочные – это все северокавказские республики и южная часть Ставропольского края.

Кроме того, проблема пучинистости не имеет значения для территорий, где основания практически не промерзают – это южная часть Краснодарского края и Республика Дагестан.

Глубина промерзания наряду с уровнем расположения грунтовых вод является определяющими факторами, влияющими на величину возможного вспучивания основания. Например, в регионах, близких к Байкалу, где глубина промерзания может достигать 2,5 м, подъем поверхности при вспучивании может достигать 30-40 см, в Подмосковье при глубине промерзания 1,5 м подъем поверхности составляет 15-18 см.

Влияние пучинистых грунтов на фундаменты

Морозное пучение вызывает значительное увеличение его объема – величина подъема поверхности может составить  не один десяток сантиметров. При этом возникают усилия, величина которых достигает десятков тонн. Даже если опустить  подошву фундамента ниже глубины сезонного промерзания, это не предотвратит негативное влияние пучинистых сил, так как  они действуют и по боковым поверхностям.

Пучинистость почвы также проявляется в том, что после оттаивания основания при потеплении происходит его осадка, то есть на конструкцию фундаментов периодически воздействуют разнонаправленные силы.

Вес конструкций может компенсировать вспучивание только в случае сооружения здания высотой не менее трех этажей с массивными бетонными или каменными стенами. Для малоэтажной застройки в один-два этажа, тем более из легких конструкций – деревянных каркасных и срубов, из легкобетонных блоков и из кирпича – должен быть подобран и рассчитан специальный фундамент для пучинистого грунта.

Основная опасность отрицательного воздействия пучинистых сил заключается в их неравномерности. Разные части фундаментов здания всегда находятся в неодинаковых условиях. Промерзание происходит только по периметру отапливаемого здания, под фундаментом, на который опираются средние стены, основание не промерзает.

Неравномерность промерзания под зданием

Кроме того, и по периметру ограждающих наружных стен основание промерзает неодинаково – с теневой, северной, стороны больше, с тех сторон, где прогревает солнце, – промерзание меньше. На величину промерзания влияет также толщина снегового покрова, архитектура здания, характер застройки участка.

Все эти факторы вызывают неравномерное воздействие пучинистых сил на разные участки фундаментов и неравномерные деформации в конструкциях, вызывающие самые неблагоприятные последствия – возникновение трещин и других повреждений в ограждающих и несущих конструкциях, которые могут привести к их разрушению.

Фундамент на пучинистых грунтах должен обладать особенностями, способными минимизировать или исключить негативное воздействие этого типа основания.

Мнение эксперта

Если в основании здания залегают грунты с пучинистыми свойствами, следует особенно тщательно подойти к выбору типа фундамента. Очень эффективной после многолетней практики применения зарекомендовала себя конструкция МзЛФ – об устройстве, армировании и расчете которого мы подробно рассказываем в статье«Мелкозаглубленный ленточный фундамент: расчёт глубины, подготовка основания, армирование своими руками и калькулятор расчётов».

Помимо выбора наиболее подходящего типа фундамента при строительстве на пучинистых основаниях, необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, направленные на предотвращение замачивания и промерзания: устройство дренажа, утепление отмостки, заполнение пазух уплотненным сыпучим материалом.

Пучинистые грунты — проблема номер один для строителей. Зимой, когда приходят холода, они увеличиваются в размерах, сжимая фундаменты и приподнимая их. Вследствие чего, на конструкции последних появляются трещины. Борются с этим явления по — разному, но чтобы начать борьбу, нужно понять, что это такое.

Тип пучинистых грунтов

Что такое пучинистый и не пучинистый грунт — вопрос, ответ на который можно дать, если понимать, за счет чего внутри почвы происходят такие процессы. Все дело в том, что распирание (пучение) происходит за счет замерзших внутри почвы капель воды. А значит, она должна эти капли в себе задерживать.

Поэтому основные свойства грунта, которые приводят к пучению, это капиллярная активность и способность фильтровать воду. Если почва рыхлая, к примеру, с большим содержанием песка, то вода через нее легко проходит в нижние водные горизонты, не задерживаясь. Такие грунты не относятся к категории пучинистых.

А вот те типы почв, в которых вода задерживается, относятся к категории «пучащие». Это глина, суглинок и супеси. Но тут есть момент, связанный с капиллярной активность. У песчаных типов она ниже, потому что песок втягивает в себя атмосферные осадки на глубину 30 — 40 см. При этом глиняные типы постепенно всасывают влагу на глубину до 1,5 м. Поэтому в первом случае можно обойтись отмостками вокруг фундамента с шириною 1 м, во втором величину придется увеличить до 1,5 — 2,0 м. Это к вопросу, как бороться с пучинистостью.

При высоком уровне расположения грунтовых вод, даже непучинистые почвы могут дать расширение. Поэтому к вспучиванию грунта надо относиться с точки зрения наличия или отсутствие факторов, которые приводят к такому свойству земли. Сюда же можно добавить и расположение дома. Если он возводится на участке с уклоном, то велика вероятность, что такой рельеф приведет к пучению некоторых отрезков, особенно расположенных внизу.

Не забываем и о регионе, где строится дом. Если это юг, где уровень промерзания почвы невелик, то можно о пучении не говорить. Даже глиняные основы, покрытые стандартной отмосткой, легко противостоят низким температурам зимой. На севере это выражается ярче. В некоторых северных регионах земля промерзает до 2 — 2,5 м, а значит, пучение грунта имеет место быть в независимости от типа почвы.

Классификация

Классификация грунтов по типу вспучивания делит виды на несколько подгрупп. К пучинистым относятся:

  1. чрезмерно или очень пучинистые;
  2. сильно пучинистые;
  3. средней степени;
  4. слабой степени.

И отдельно стоят непучинистые грунты.

Последнее определение можно назвать чисто условным, потому что нет такой земли, которая бы не промерзала и не взбухала. Все зависит от влажности почвы и от температуры ее охлаждения. Конечно, можно сказать, что чисто каменный грунт вспучиваться не будет. Но такая разновидность встречается в местах проживания людей крайне редко. Обычно это горы.

То есть, получается так, что тип земли не сильно влияет на морозное пучение. Главными причинами выступают влажность почвы и температура воздуха. Поэтому вопрос, как определить, какие грунты пучинистые, а какие нет, ставится неправильно. Все они в какой-то степени могут вспучиваться.

Правила борьбы

Самый простой способ борьбы с пучением грунта — залить фундаментную конструкцию ниже глубины промерзания земли. Так как грунт давит на фундамент со всех сторон, то самое опасное давление — это вертикальное. Чтобы его избежать, надо залить конструкцию так, чтобы снизу на нее ничто не давило. А так как заглубленный фундамент заливается ниже уровня промерзания, соответственно в нижней его части морозное пучение грунтов отсутствует. Соответственно конструкция не будет приподниматься.

Есть и другие способы борьбы.

Гидроизоляция. Она не только защищает фундамент от негативного воздействия влаги, но и создает между грунтом и бетонной конструкцией промежуточный слой, который ухудшает сцепление. В этом случае грунт будет частично скользить по поверхности фундамента, а значит, снизится и давление на него.

  1. Теплоизоляция. Это все тот же промежуточный слой.
  2. Дренаж. Эффективный способ понизить уровень пролегания грунтовых вод, что снизит концентрацию влаги внутри грунта на глубине заливки фундаментной конструкции.
  3. Отмостки. Здесь не только надо выдерживать их ширину, но и попробовать провести утепление. К примеру, засыпать под бетонный раствор слой керамзита толщиною не меньше 15 — 20 см. Отмостки выполняют функции отвода атмосферных осадков, утеплитель будет сдерживать проникновение низких температур.

На фундамент в процессе пучения действуют и горизонтальные нагрузки, которые создают давление на изгиб. Опасный фактор, который, если неправильно провести строительные операции, разорвет конструкцию. Избежать данной неприятности помогает армирующий каркас из металлической арматуры. Здесь важно провести точный расчет, учитывая размеры металлического профиля и габариты самого каркаса.

Проще, если под дом заливается мелкозаглубленный фундамент, который сооружается выше уровня промерзания грунта. Для его защиты от пучения надо всего лишь заложить отмостки с утеплением и провести теплоизоляцию цоколя. При высоком уровне грунтовых вод проводится и дренаж. Если здание сооружается в северных регионах, то фундамент надо утеплять весь: от подошвы до верхнего края цоколя.

Заключение по теме

В любом случае пучение грунта — это именно давление. Поэтому к его ослаблению надо подходить комплексно. То есть, сооружать отмостки, укладывать армирующий каркас в опалубку фундамента перед заливкой бетонного раствора, проводить мероприятия по гидро- и теплоизоляции, собирать дренажную систему отвода атмосферных осадков в первую очередь, а во вторую понижать уровень грунтовых вод. Относиться к этому свойству земли можно по — разному, но пренебрегать им нельзя ни в коем случае. Упустили что — то, получите трещины по всей конструкции фундамента, что ослабит основу здания.

≡  10 Март 2016   ·  Автор:

S.Nastaev

Морозное пучение грунтов последствия

Пучинистые явления — процессы, возникающие во влажных глинистых, мелкопесчаных и пылеватых грунтах при их сезонном промерзании (пучинистые грунты).

Пучинистые явления — это не только большие деформации грунта, но и огромные усилия — в десятки тонн, способные привести к большим разрушениям.

Сложность в оценке воздействия пучинистых явлений грунта на постройки — в некоторой их непредсказуемости, обусловленной одновременным воздействием нескольких процессов. Чтобы лучше разобраться в этом, необходимо понять некоторые процессы, связанные с этим явлением.

Морозное пучение связано с тем, что в процессе замерзания влажный грунт увеличивается в объеме.

Происходит это из-за того, что вода увеличивается в объеме при замерзании на 12% (отчего лед и плавает по воде). Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Так, подмосковный лес, стоящий на сильно пучинистых грунтах, зимой поднимается на 5…10 см относительно летнего своего уровня. Внешне это незаметно. Но если в грунт забита свая более чем на 3 м, то подъем грунта зимой можно отследить по отметкам, сделанным на этой свае. Подъем грунта в лесу мог бы быть в 1,5 раза больше, если бы в нем не было снегового покрова, прикрывающего грунт от промерзания.

Степень пучинистости грунта

Грунты по степени пучинистости делятся на:

  • сильнопучинистые — пучение 12%;
  • среднепучинистые — пучение 8%;
  • слабопучинистые — пучение 4%.

При глубине промерзания 1,5 м подъем сильнопучинистого грунта может составлять 18 см.

Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уровнем грунтовых вод (УГВ). Так и глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески относятся к пучинистым грунтам, а крупнозернистые песчаные и гравийные грунты — к непучинистым.

С чем это связано:

Во–первых.

В глинах или мелких песках влага, как по промокашке, достаточно высоко поднимается от УГВ за счет капиллярного эффекта и хорошо удерживается в таком грунте. Здесь проявляются силы смачивания между водой и поверхностью пылевых частиц. В крупнозернистых же песках влага не поднимается, и грунт становится влажным только по уровню грунтовых вод. То есть чем тоньше структура грунта, тем выше поднимается влага, тем логичнее отнести его к более пучинистым грунтам.

Поднятие воды может достигать:

  • 4…5 м в суглинках;
  • 1…1,5 м в супесях;
  • 0,5…1 м в пылеватых песках.

В связи с этим степень пучинистости грунта зависит как от своего зернового состава, так и от уровня грунтовых или паводковых вод.

Слабопучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

  • на 0,5 м — в пылеватых песках;
  • на 1 м — в супесях;
  • на 1,5 м — в суглинках;
  • на 2 м — в глинах.

Среднепучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

  • на 0,5 м — в супесях;
  • на 1 м — в суглинках;
  • на 1,5 м — в глинах.

Сильнопучинистый грунт — когда УГВ расположен ниже расчетной глубины промерзания:

  • на 0,3 м — в супесях;
  • на 0,7 м — в суглинках;
  • на 1,0 м — в глинах.

Чрезмернопучинистый грунт — если УГВ будет выше, чем для сильнопучинистых грунтов.

Обращаем внимание на то, что смеси крупного песка или гравия с пылеватым песком или глиной будут относиться к пучинистым грунтам в полной мере. При наличии в крупнообломочном грунте более 30% пылевато–глинистой составляющей, грунт также будет относиться к пучинистому.

Автоматика и комфорт в доме — серия статей и видеороликов: ПЛС, применение PLC, сухой контакт, радиоканальные выключатели, программирование на CoDeSys и многое другое.

Во–вторых.

Процесс промерзания грунта происходит сверху вниз, при этом граница между влажным и мерзлым грунтом опускается с некоторой скоростью, определяемой, в основном, погодными условиями. Влага, превращаясь в лед, увеличивается в объеме, вытесняя сама себя в нижние слои грунта, сквозь его структуру. Пучинистость грунта определяется также тем, успеет ли выдавливаемая сверху влага просочиться через структуру грунта или нет, хватит ли степени фильтрации грунта, чтобы этот процесс прошел с пучением или без него. Если крупнозернистый песок не создает влаге никакого сопротивления и она беспрепятственно уходит, то такой грунт не расширяется при замерзании (рис. 1).

Рис. 1

Что касается глины, то сквозь неё влага уйти не успевает, и такой грунт становится пучинистым. Кстати, грунт из крупнозернистого песка, помещенный в замкнутый объем, которым может оказаться скважина в глине, поведет себя как пучинистый (рис. 2).

Рис. 2

Именно поэтому траншею под мелкозаглубленными фундаментами заполняют крупнозернистым песком, позволяющим выровнять степень влажности по всему его периметру, сгладить неравномерность пучинистых явлений. Траншею с песком, если возможно, следует соединить с дренажной системой, отводящей верховодку из-под фундамента.

В-третьих.
Наличие давления от веса строения также сказывается на проявлении пучинистых явлений. Если слой грунта под подошвой фундамента сильно уплотнить, то и степень пучинистости его уменьшится. Причем, чем больше будет само давление на единицу площади основания, тем больше будет объем уплотненного грунта под подошвой фундамента и меньше величина пучения.

Пример:
В Подмосковье (глубина промерзания 1,4 м) на среднепучинистом грунте на мелкозаглубленном ленточном фундаменте с глубиной заложения 0,7 м возведен относительно легкий брусовой дом. При полном промерзании грунта внешние стены дома могут подняться почти на 6 см (рис. 3, а). Если же фундамент под тем же домом с той же глубиной заложения выполнен столбчатым, то давление на грунт будет больше, его уплотнение будет сильнее, отчего подъем стен от промерзания грунта не превысит 2..3 см (рис. 3, б).

Рис. 3

Сильное уплотнение пучинистого грунта под ленточным мелкозаглубленным фундаментом может возникнуть, если на нем будет возведен каменный дом высотой не меньше чем в три этажа. В этом случае можно говорить о том, что пучинистые явления будут просто задавлены весом дома. Но и в этом случае они всё же останутся и могут вызвать появление трещин в стенах. Поэтому каменные стены дома на подобном фундаменте следует возводить с обязательным горизонтальным армированием.

Чем же опасны пучинистые грунты? Какие процессы, пугающие застройщиков своей непредсказуемостью, проходят в них?

Какова природа этих явлений, как с ними бороться, как их избежать, можно понять, изучив саму природу проходящих процессов.

Главная причина коварства пучинистых грунтов — неравномерное пучение под строением.
Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта- это не расчетная глубина промерзания и не глубина заложения фундамента, это — реальная Глубина промерзания в конкретном месте, в конкретное время и при конкретных погодных условиях.

Как уже отмечалось, глубина промерзания определяется балансом мощности тепла, идущего из недр земли, с мощностью холода, проникающего в грунт сверху в холодное время года.

Если интенсивность тепла земли не зависит от времени года и суток, то на поступление холода влияют температура воздуха и влажность грунта, толщина снегового покрова, его плотность, влажность, загрязненность и степень прогрева солнцем, застройка участка, архитектура сооружения и характер его сезонного использования (рис. 4).

Рис. 1

Неравномерность толщины снегового покрова наиболее ощутимо сказывается на разности в пучении грунта. Очевидно, что глубина промерзания будет тем выше, чем тоньше будет слой снежного одеяла, чем ниже будет температура воздуха и чем дольше продлится её воздействие.

Если ввести такое понятие, как морозопродолжительность (время в часах, умноженное на среднесуточную минусовую температуру воздуха), то глубину промерзания глинистого грунта средней влажности можно показать на графике (рис. 5).

Морозопродолжительность для каждого региона является среднестатистическим параметром, оценивать который индивидуальному застройщику очень сложно, т.к. это потребует ежечасного контроля над температурой воздуха в течение всего холодного сезона. Тем не менее, в крайне приближенном расчете это сделать можно.

Рис. 5

Пример:
Если среднесуточная зимняя температура — около -15° С, а её продолжительность — 100 суток (морозопродолжительность = 100 * 24 * 15 = 36000), то при снеговом покрове, толщиной в 15 см глубина промерзания будет 1 м, а при толщине 50 см-0,35 м.

Если толстый слой снегового покрова, как одеяло, укрывает землю, то граница промерзания поднимается вверх; при этом и днем, и ночью её уровень сильно не меняется. При отсутствии снегового покрова ночью граница промерзания сильно опускается вниз, а днем, при солнечном прогреве, поднимается вверх. Разница ночного и дленного уровня границы промерзания грунта особенно ощутима там, где снеговой покров мал или вовсе отсутствует и где грунт сильно увлажнен. Наличие дома также влияет на глубину промерзания, ведь дом является своего рода теплоизоляцией, даже если в нем и не живут (продухи подпола закрыты на зиму).

Участок, на котором стоит дом, может иметь весьма сложную картину промерзания и подъема грунта.

Например, среднепучинистый грунт по внешнему периметру дома при промерзании на глубину 1,4 м может подняться почти на 10 см, тогда как более сухой и теплый грунт под средней частью дома останется практически на летней отметке.

Неравномерность промерзания существует еще и по периметру дома. Ближе к весне грунт с южной стороны строения часто бывает более влажным, слой снега над ним — более тонким, чем с северной стороны. Поэтому в отличие от северной стороны дома, грунт с южной стороны лучше прогревается днем и сильнее промерзает ночью.

Таким образом, неравномерность промерзания на участке проявляется не только в пространстве, но и во времени. Глубина промерзания подвержена сезонным и суточным изменениям в весьма больших пределах и может сильно меняться даже на небольших участках, особенно в местах застройки.

Расчищая большие площадки от снега в одном месте участка, и создавая сугробы в другом месте, можно создать заметную неравномерность промерзания грунта. Известно, что посадки кустарников вокруг дома задерживают снег, уменьшая в 2 — 3 раза глубину промерзания, что хорошо видно на графике (рис.5).

Расчистка узких дорожек от снега на степень промерзания грунта особого влияния не оказывает. Если же Вы решили у дома залить каток или очистить площадку для своего авто, то можете ожидать большую неравномерность в промерзании грунта под фундаментом дома в этой зоне.

Силы бокового сцепления

Силы бокового сцепления мерзлого грунта с боковыми стенками фундамента — другая сторона проявления пучинистых явлений. Эти силы весьма высоки и могут достигать 5…7 т на квадратный метр боковой поверхности фундамента. Подобные силы возникают, если поверхность столба неровная и не имеет гидроизолирующего покрытия. При таком крепком сцеплении мерзлого грунта с бетоном на столб диаметром 25 см, заложенный на глубину 1,5 м, будет действовать вертикальная выталкивающая сила до 8 т.

Как же возникают и действуют эти силы, как проявляются они в реальной жизни фундамента?

Возьмем для примера опору столбчатого фундамента под легким домом. На пучинистом грунте глубина заложения опор выполняется на расчетную глубину промерзания (рис. 6, а). При небольшом весе самого строения силы морозного пучения могут его поднять, и самым непредсказуемым образом.

Рис. 6

Ранней зимой граница промерзания начинает опускаться вниз. Мерзлый прочный грунт схватывает верхнюю часть столба мощными силами сцепления. Но кроме увеличения сил сцепления мерзлый грунт еще и увеличивается в объеме, отчего верхние слои грунта поднимаются, пытаясь выдернуть опоры из земли. Но вес дома и силы заделки столба в грунте не позволяют этого сделать, пока слой мерзлого грунта тонкий и площадь сцепления столба с ним невелика. По мере продвижения границы промерзания вниз, площадь сцепления мерзлого грунта со столбом увеличивается. Наступает такой момент, когда силы сцепления мерзлого грунта с боковыми стенками фундамента превышают вес дома. Мерзлый грунт вытаскивает столб, оставляя внизу полость, которая сразу же начинает заполняться водой и частицами глины. За сезон на сильно пучинистых грунтах такой столб может подняться на 5 — 10 см. Подъем опор фундамента под одним домом, как правило, происходит неравномерно. После оттаивания мерзлого грунта фундаментный столб самостоятельно на прежнее место, как правило, не возвращается. С каждым сезоном неравномерность выхода опор из грунта увеличивается, дом наклоняется, приходя в аварийное состояние. «Лечение» такого фундамента — сложная и дорогая работа.

Эту силу можно уменьшить в 4…6 раз, сгладив поверхность скважины толевой рубашкой, вложенной в скважину до заполнения её бетонной смесью.

Заглубленный ленточный фундамент может подняться таким же образом, если он не имеет гладкую боковую поверхность и не загружен сверху тяжелым домом или бетонными перекрытиями.

Основное правило для заглубленных ленточных и столбчатых фундаментов (без расширения внизу): возведение фундамента и загрузку его весом дома следует выполнить в один сезон.

Фундаментный столб, выполненный по технологии ТИСЭ (рис. 6, б), не поднимается силами сцепления пучинистого мерзлого грунта благодаря нижнему расширению столба. Однако если не предполагается в этот же сезон загрузить, его домом, то такой столб должен иметь надежное армирование (4 прутка диаметром 10…12 мм), исключающее отрыв расширенной части столба от цилиндрической. Несомненные преимущества опоры ТИСЭ — высокая несущая способность и то, что его можно оставить на зиму без загрузки сверху. Никакие силы морозного пучения его не поднимут.

Боковые силы сцепления могут сыграть невеселую шутку с застройщиками, делающими столбчатый фундамент с большим запасом по несущей способности. Лишние фундаментные столбы действительно могут оказаться лишними.

Деревянный дом с большой застекленной верандой установили на фундаментные столбы. Глина и высокий уровень грунтовых вод требовали заложения фундамента ниже глубины промерзания. Пол широкой веранды потребовал промежуточной опоры. Почти всё было выполнено правильно. Однако за зиму пол подняло почти на 10 см (рис.7).

Рис. 1

Причина такого разрушения понятна. Если стены дома и веранды смогли своим весом компенсировать силы сцепления фундаментных столбов с мерзлым грунтом, то легким балкам перекрытия это было не под силу.

Что же надо было сделать?

Существенно уменьшить либо количество центральных фундаментных столбов, либо их диаметр. Силы сцепления можно было бы уменьшить, обернув фундаментные столбы несколькими слоями гидроизоляции (толь, рубероид) или создав прослойку из крупнозернистого песка вокруг столба. Избежать разрушения можно было бы и через создание массивной ленты-ростверка, соединяющей эти опоры. Другой способ уменьшить подъем таких опор — заменить их на мелкозаглубленный столбчатый фундамент.

Выдавливание грунта

Выдавливание- наиболее ощутимая причина деформации и разрушения фундамента, заложенного выше глубины промерзания.

Чем его можно объяснить?

Выдавливание обязано суточному прохождению границы промерзания мимо нижней опорной плоскости фундамента, которое совершается значительно чаще, чем подъем опор от боковых сил сцепления, имеющих сезонный характер.

Чтобы лучше понять природу этих сил, мерзлый грунт представим в виде плиты. Дом или любое другое строение зимой оказывается надежно вмороженным в эту камнеподобную плиту.

Основные проявления этого процесса видны весной. У стороны дома, обращенной на юг, днем достаточно тепло (в безветрие можно даже загорать). Снеговой покров стаял, а грунт увлажнился весенней капелью. Темный грунт хорошо поглощает солнечные лучи и прогревается.

В звездную ночь ранней весной особенно холодно (рис. 8). Грунт под свесом крыши сильно промерзает. У плиты мерзлого грунта снизу вырастает выступ, который мощью самой плиты сильно уплотняет грунт под собой за счет того, что влажный грунт при замерзании расширяется. Силы подобного уплотнения грунта огромны.

Рис. 8

Плита мерзлого грунта толщиной 1,5 м размерами 10×10 м будет весить более 200 т. Примерно с таким усилием и будет уплотняться грунт под выступом. После подобного воздействия глина под выступом «плиты» становится очень плотной и практически водонепроницаемой.
Наступил день. Темный грунт у дома особенно сильно прогревается солнцем (рис. 9). С повышением влажности увеличивается и его теплопроводность. Граница промерзания поднимается (под выступом это происходит особенно быстро). С оттаиванием грунта уменьшается и его объем, грунт под опорой разрыхляется и по мере оттаивания падает под собственным весом пластами. Образуется множество щелей в грунте, которые заполняются сверху водой и взвесью глинистых частиц. Дом при этом удерживается силами сцепления фундамента с плитой мерзлого грунта и опорой по остальному периметру.

Рис. 9

С наступлением ночи полости, заполненные водой, замерзают, увеличиваясь в объеме и превращаясь в так называемые «ледяные линзы». При амплитуде поднятия и опускания границы промерзания за одни сутки в 30 — 40 см толщина полости увеличится на 3 — 4 см. Вместе с увеличением объема линзы будет подниматься и наша опора. За несколько таких дней и ночей опора, если она не сильно загружена, поднимается порой на 10 — 15 см, как домкратом, опираясь на весьма сильно уплотненный грунт под плитой.

Возвращаясь к нашей плите, заметим, что ленточный фундамент нарушает целостность самой плиты. По боковой поверхности фундамента она разрезана, т. к. битумная обмазка, которой она покрывается, не создает хорошего сцепления фундамента с мерзлым грунтом. Плита мерзлого грунта, создавая своим выступом давление на грунт, сама начинает подниматься, а зона разлома плиты — раскрываться, заполняться влагой и частицами глины. Если лента заглублена ниже глубины промерзания, то плита поднимается, не беспокоя сам дом. Если же глубина заложения фундамента выше глубины промерзания, то давление мерзлого грунта поднимает фундамент, и тогда его разрушение неизбежно (рис. 10).

Рис. 10

Интересно представить плиту мерзлого грунта, перевернутую вверх дном. Это относительно ровная поверхность, на которой ночью в некоторых местах (где нет снега) вырастают холмы, которые днем превращаются в озера. Если же теперь вернуть плиту в исходное положение, то как раз там, где были холмы, и создаются в грунте ледяные линзы. В этих местах грунт ниже глубины промерзания сильно уплотнен, а выше, наоборот, разрыхлен. Это явление происходит не только на площадях застройки, но и в любом другом месте, где присутствует неравномерность в прогреве грунта и в толщине снегового покрова. Именно по такой схеме в глинистых грунтах возникают ледяные линзы, хорошо известные специалистам. Природа возникновения глинистых линз в песчаных грунтах такая же, но протекают эти процессы существенно дольше.

Подъем мелкозаглубленного фундаментного столба

Подъем фундаментного столба мерзлым грунтом осуществляется при ежесуточном прохождении границы промерзания мимо его подошвы. Вот как этот процесс происходит.

До того момента, пока граница промерзания грунта не опустилась ниже опорной поверхности столба, сама опора неподвижна (рис. 11, а). Как только граница промерзания опускается ниже подошвы фундамента, «домкрат» пучинистых процессов сразу включается в работу. Пласт мерзлого грунта, находящегося под опорой, увеличившись в объеме, поднимает её (рис. 11, б). Силы морозного пучения в водонасыщенных грунтах весьма высоки и достигают 10…15 т/м2. С очередным прогревом пласт мерзлого грунта под опорой оттаивает и уменьшается в объеме на 10%. Сама опора удерживается в поднятом положении силами своего сцепления с плитой мерзлого грунта. В образовавшийся зазор под подошвой опоры просачивается вода с частицами грунта (рис. 11, в). Со следующим понижением границы промерзания вода в полости замерзает, а пласт мерзлого грунта под опорой, увеличиваясь в объеме, продолжает подъем фундаментного столба (рис. 11, г).

Рис. 11

Следует обратить внимание на то, что этот процесс подъема опор фундамента имеет ежесуточный (многократный) характер, а выдавливание опор силами сцепления с мерзлым грунтом — сезонный (один раз за сезон).

При большой вертикальной нагрузке, приходящейся на столб, грунт под опорой, сильно уплотненный давлением сверху, становится слабопучинистым, да и вода из-под самой опоры в процессе оттаивания мерзлого грунта выжимается сквозь тонкую его структуру. Поднятия опоры в этом случае практически не происходит.

Пучинистый грунт – это почвенный массив, который в зимний период года расширяется и оказывает сильное давление на стенки фундамента. Оно приводит к разрушению конструкции, ее «выталкиванию» из котлована.

Воздействие давления при пучении на фундамент

Существуют виды конструкций для возведения в таких условиях и перечень правил для работы: от правильной глубины заложения фундамента до армирования.

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.

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

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.

Читайте также: обустройство песчаной подушки для строительства фундаментов на пучинистых грунтах.

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.

Читайте также: особенности и нюансы прокладки канализации под фундаментом.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах

Эффективным способом сделать крепкое основание для дома или сарая является мелкозаглубленный (малого заложения) ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Это бетонная лента с элементами армирования, обустроенная по всему периметру здания и в местах пролегания несущих стен. Чтобы выстроить незаглубленный фундамент своими руками, необходимо следовать таким этапам:

  1. Вырыть котлован/траншею, глубиною 50-70 см. Расчет ширины делается, исходя из ширины самого основания в сумме с опалубкой, утеплителем или гидроизоляцией, а также декором.
  2. Заложить откосы открытой траншеи гидроизоляций. С этой целью применяется толь, пленка.
  3. Засыпать выемку слоями утрамбованного песка по 20-30 см каждый. Для утрамбовки материал периодически смачивается водой.
  4. Поставить опалубку из любого доступного материала (доска, ламинированная фанера).
  5. Выстелить на песок гидро защитный барьер.
  6. Сделать армирующий пояс с диаметром прутьев 12 мм.
  7. Залить незаглубленный фундамент бетонным раствором.
  8. Заложить второй слой армирующего пояса в незаглубленный фундамент по жидкому раствору (особенность, которую требует только мелкозаглубленный тип основания)

Для соединения арматуры сварка не применяется. Чтобы незаглубленный фундамент был жестче, используется проволока длиной 20 см.

Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах

Конструкция может применяться для заложения дома или сарая на пучинистых грунтах, уровень промерзания которых не превышает полтора метра. За свою основу столбчатый фундамент взял готовые сваи. Их высота достигает 3-4 м.

Ленточный фундамент с дренажом на пучинистом грунте

Если в планах возвести небольшое здание, то эффективны такие виды сваи, как забивные из дерева или железобетона, а также винтовые. Дерево – это менее долговечный материал для фундаментных целей.

Столбчатый фундамент закладывается ниже уровня промерзания почвы, поэтому сохраняется лишь боковое давление пучения. По сравнению с заглубленными ленточными конструкциями, оно незначительно, так как площадь сваи меньше.

Среди всех типов столбов для основания – винтовые сваи для фундаментов самые удобные. Чтобы сделать столбчатый фундамент с их помощью, не нужно бурить скважины. Всю работы сделают винтовые лопасти.

Читайте также: как построить столбчатый фундамент из труб?

Свайной конструкции доступны все водянистые типы грунтов: заболоченные, сырые участки. Для придания постройке жесткости, столбы связываются опорно-анкерными площадками. Для этого столбы ввинчиваются в грунт.

На их поверхности нужно сделать опалубку, выложить арматурный каркас, сшитый металлической проволокой и залить бетонной смесью. Расчет уровня расположения бетонной ленты равен поверхности почвы или чуть ниже.

Технология ТИСЭ – новый способ противодействия пучению

Для заложения фундамента своими руками наиболее доступной конструкцией является ТИСЭ. Она представляет собой опорно-столбчатый фундамент, сваи которого соединены ростверком. Тисэ может использоваться для кирпичного, каркасного или каменного строительства.

Среди преимуществ заложения свай ТИСЭ своими руками: экономичность (сравнивая мелкозаглубленный ленточный фундамент и ТИСЭ, разница составляет в 4 раза в пользу второго), возможность обойтись без спецтехники и электричества, возможность удобной прокладки коммуникаций.

Устойчивость к пучению конструкции ТИСЭ обеспечивает наличие пространства между ростверком и почвой. С его помощью можно минимизировать уклон участка, например, использовать его ступенчатую конструкцию, если уклон стройплощадки больше 10˚.

Фундамент ТИСЭ на пучинистом грунте

Фундамент ТИСЭ обязательно армируется по периметру ленты. Расчет количества прутьев делается так, чтобы их общий диаметр составлял 8 см. С помощью арматуры нужно сделать два пояса: сверху и снизу.

Опалубка для ТИСЭ конструкции делается так:

  1. Покрыть столбы гидроизоляцией.
  2. Заложить в грунт деревянные колья, таким образом, чтобы их верхняя точка совпала с нулевым уровнем.
  3. Просыпать всю ширину ростверка и заподлицо песком.
  4. Прибить к кольям доски с выравниваем по нулевому уровню.
  5. Обезопасить опалубку ТИСЭ гидроизоляцией.

Плитный фундамент в условиях пучения

Существуют и другие способы сделать устройство фундамента на пучинистых грунтах. Кроме ТИСЭ, мелкозаглубленного и столбчатого основания, применяют плитный фундамент. Это монолитная железобетонная плита, которая противостоит пучению за счет большой площади подошвы.

Она эффективна при простой конструкции здания, когда фундамент представляет собой квадрат или прямоугольник. Расчет материалов показывает, что это самый дорогой, но не менее надежный вид сооружения. Изготавливается из бетона или железобетона.

Монолитный фундамент требует обустройства низкого цоколя. Расчет ширины монолитной плиты делается в зависимости от того, какой материал применяется для возведения стен.

Средний показатель отвечает параметрам от 15 до 35 см. 15 см подойдет, например, для деревянных конструкций, а 20 см – для кирпичных. Чтобы проложить инженерные коммуникации в плите, в ней заранее делаются отверстия соответствующего диаметра.

Какой тип фундамента выбрать — незаглубленный, столбчатый, плитный или ТИСЭ — зависит от возможности применить технику, размера дома, его конфигурации и материальных возможностей застройщика.

что это такое и как с ними бороться

Пучинистые грунты — проблема номер один для строителей. Зимой, когда приходят холода, они увеличиваются в размерах, сжимая фундаменты и приподнимая их. Вследствие чего, на конструкции последних появляются трещины. Борются с этим явления по — разному, но чтобы начать борьбу, нужно понять, что это такое.

Типы

Что такое пучинистый и не пучинистый грунт — вопрос, ответ на который можно дать, если понимать, за счет чего внутри почвы происходят такие процессы. Все дело в том, что распирание (пучение) происходит за счет замерзших внутри почвы капель воды. А значит, она должна эти капли в себе задерживать.

Поэтому основные свойства грунта, которые приводят к пучению, это капиллярная активность и способность фильтровать воду. Если почва рыхлая, к примеру, с большим содержанием песка, то вода через нее легко проходит в нижние водные горизонты, не задерживаясь. Такие грунты не относятся к категории пучинистых.

А вот те типы почв, в которых вода задерживается, относятся к категории «пучащие». Это глина, суглинок и супеси. Но тут есть момент, связанный с капиллярной активность. У песчаных типов она ниже, потому что песок втягивает в себя атмосферные осадки на глубину 30 — 40 см. При этом глиняные типы постепенно всасывают влагу на глубину до 1,5 м. Поэтому в первом случае можно обойтись отмостками вокруг фундамента с шириною 1 м, во втором величину придется увеличить до 1,5 — 2,0 м. Это к вопросу, как бороться с пучинистостью.

При высоком уровне расположения грунтовых вод, даже непучинистые почвы могут дать расширение. Поэтому к вспучиванию грунта надо относиться с точки зрения наличия или отсутствие факторов, которые приводят к такому свойству земли. Сюда же можно добавить и расположение дома. Если он возводится на участке с уклоном, то велика вероятность, что такой рельеф приведет к пучению некоторых отрезков, особенно расположенных внизу.

Не забываем и о регионе, где строится дом. Если это юг, где уровень промерзания почвы невелик, то можно о пучении не говорить. Даже глиняные основы, покрытые стандартной отмосткой, легко противостоят низким температурам зимой. На севере это выражается ярче. В некоторых северных регионах земля промерзает до 2 — 2,5 м, а значит, пучение грунта имеет место быть в независимости от типа почвы.

Известняки

Известняки, как и другие грунты из группы скальных осадочных карбонатных пород, в сухом виде — прочные, а при намокании грунтовыми водами ее теряют.

Есть известняки изначально с низкой плотностью и широкой «пористостью» — ракушечники, есть и другая намного более плотная разновидность с низкой пористостью. Прочность у первых в сотни раз ниже, чем у вторых.

Одна из разновидностей известнякового грунта – мергель, который представляет собой микс из известняка и глины.

Основание из известняка (кстати, это же касается и доломита, мела) — довольно опасно для сооружения фундамента, хотя казалось бы скальный грунт. Там, где пласт известняка легко доступен воде, может со временем сформироваться большущая воронка, так как известняки подвержены размытию. Известняки относятся к карстующимся породам (также как гипс, доломит) — горные породы, способные растворяться при размывании поверхностными и подземными водами. В итоге может произойти карстовый провал:

В случае залегания пласта известняка на участке необходимо определить его пористость и продумать отвод поверхностных вод. В таком неблагоприятном случае многие прибегают к использованию свайного фундамента. Советуем не импровизировать, лучшим вариантом для вас будет консультация с хорошим специалистом геологом, инженерные изыскания в данном случае обязательны.

Классификация

Классификация грунтов по типу вспучивания делит виды на несколько подгрупп. К пучинистым относятся:

  1. Чрезмерно или очень пучинистые.
  2. Сильно пучинистые.
  3. Средней степени.
  4. Слабой степени.

И отдельно стоят непучинистые грунты.

Последнее определение можно назвать чисто условным, потому что нет такой земли, которая бы не промерзала и не взбухала. Все зависит от влажности почвы и от температуры ее охлаждения. Конечно, можно сказать, что чисто каменный грунт вспучиваться не будет. Но такая разновидность встречается в местах проживания людей крайне редко. Обычно это горы.

То есть, получается так, что тип земли не сильно влияет на морозное пучение. Главными причинами выступают влажность почвы и температура воздуха. Поэтому вопрос, как определить, какие грунты пучинистые, а какие нет, ставится неправильно. Все они в какой-то степени могут вспучиваться.

Проблемные, сложные грунты

Если вы несчастливый обладатель подобных грунтов на участке, будьте внимательны и бдительны, много раз подумайте, прежде чем строить, а лучше проконсультируйтесь со специалистом и обязательно сделайте анализ грунта на участке, если еще не сделали.

Далее рассмотрим, как выглядят определенные разновидности грунта, и разберем их основные характеристики. Не будем рассказывать о валунах, гальке, щебне, вы сможете отличить такой тип грунта, видели неоднократно.

Расскажем о других типах, которые зачастую бывают проблемными, теряя свою прочность под внешним воздействием, например, напитываясь водой, или соединяясь с другими грунтами и их примесями.

Такие грунты — структурно-неустойчивые грунты, то есть изменяющие свою структуру под внешними влияниями, просадочные грунты.

  • Мерзлые и вечномерзлые
  • Карстующиеся грунты
  • Лессовые грунты
  • Органоминеральные и органические грунты
  • Набухающие
  • Слабые водонасыщенные глинистые
  • Насыпные
  • Засоленные

Правила борьбы

Самый простой способ борьбы с пучением грунта — залить фундаментную конструкцию ниже глубины промерзания земли. Так как грунт давит на фундамент со всех сторон, то самое опасное давление — это вертикальное. Чтобы его избежать, надо залить конструкцию так, чтобы снизу на нее ничто не давило. А так как заглубленный фундамент заливается ниже уровня промерзания, соответственно в нижней его части морозное пучение грунтов отсутствует. Соответственно конструкция не будет приподниматься.

Есть и другие способы борьбы:

  1. Гидроизоляция. Она не только защищает фундамент от негативного воздействия влаги, но и создает между грунтом и бетонной конструкцией промежуточный слой, который ухудшает сцепление. В этом случае грунт будет частично скользить по поверхности фундамента, а значит, снизится и давление на него.
  2. Теплоизоляция. Это все тот же промежуточный слой.
  3. Дренаж. Эффективный способ понизить уровень пролегания грунтовых вод, что снизит концентрацию влаги внутри грунта на глубине заливки фундаментной конструкции.
  4. Отмостки. Здесь не только надо выдерживать их ширину, но и попробовать провести утепление. К примеру, засыпать под бетонный раствор слой керамзита толщиною не меньше 15 — 20 см. Отмостки выполняют функции отвода атмосферных осадков, утеплитель будет сдерживать проникновение низких температур.

На фундамент в процессе пучения действуют и горизонтальные нагрузки, которые создают давление на изгиб. Опасный фактор, который, если неправильно провести строительные операции, разорвет конструкцию. Избежать данной неприятности помогает армирующий каркас из металлической арматуры. Здесь важно провести точный расчет, учитывая размеры металлического профиля и габариты самого каркаса.

Проще, если под дом заливается мелкозаглубленный фундамент, который сооружается выше уровня промерзания грунта. Для его защиты от пучения надо всего лишь заложить отмостки с утеплением и провести теплоизоляцию цоколя. При высоком уровне грунтовых вод проводится и дренаж. Если здание сооружается в северных регионах, то фундамент надо утеплять весь: от подошвы до верхнего края цоколя.

Усадка фундамента

Теперь у вас есть все необходимые данные для того, чтобы выбрать тип и глубину фундамента. Осталось рассчитать его ширину. Тут нужно ориентироваться на несущую способность грунта. Если на фундамент могут воздействовать горизонтальные силы пучения – ширина и конструкция фундамента это тоже необходимо учитывать, но тут в двух словах о расчёте не расскажешь.

Расчётное сопротивление грунта поможет определить минимальную площадь фундамента для гаража

Если постройка каркасная, например, гараж из сэндвич-панелей, то нагрузка на фундамент создаётся минимальная и мощная конструкция не требуется. Вопрос, как лучше сделать фундамент, сводится скорее к выбору типа фундамента.

А вот тяжелые капитальные постройки требуют серьёзного подхода к расчёту фундамента, так как нагрузка на грунт тут уже может оказаться вполне сопоставима с предельно допустимой.

Непучинистая почва: особенности, факторы, влияющие на пучение

На сегодняшний день очень активно развивается такая отрасль народного хозяйства, как частное строительство. Особое место в данной области занимает возведение фундамента. Фундамент – это основа любого здания и конструкции, которая обеспечивает устойчивость и прочность всего здания. Без знания характера грунта правильно и безопасно возвести фундамент практически не возможно. Чтобы построить фундамент своими руками, необходимо тщательно изучить гидрогеологические особенности конкретного земельного участка. Большое значение имеют такие показатели, как глубина промерзания грунта, влажность почвы, уровень стояния грунтовых вод.
Схема ленточного фундамента.

От этих показателей зависит такое свойство грунта, как пучинистость. Строить фундамент на пучинистых грунтах довольно опасно. Впоследствии это может вызвать перекос фундамента и всего здания. Последнее может стать причиной появления трещин и дефектов в стенах. Чтобы фундамент был защищен от сил пучения, требуется возводить его на сухих и непучинистых землях. Рассмотрим более подробно какие особенности имеет непучинистый грунт, что к нему относится, какие мероприятия можно осуществить для того, чтобы обезопасить фундамент и само здание. Кроме того, здесь можно узнать об использовании фундамента непучинистого грунта.

Лёссовые грунты, лёссы, лессовые суглинки

Нельзя сказать с точностью, каким образом появились такие грунты, ученые до сих пор об этом спорят. Лёссовые породы относятся к структурно-неустойчивым грунтам (но не все из них просадочные).

Такой тип очень распространен на протяжении больших территорий в России, Украине, Европе, причем лёссом занято более 80 % территории Украины. Залегание такого типа грунта обычно располагается сразу под почвенным покровом, в верхних слоях.

Лессовые грунты обычно светло-желтого или светло-коричневого цвета (его еще называют палевый цвет), или же даже буро-желтого.

Лессовые грунты содержат больше воздуха, чем твердых частиц, содержат множество макропор, пористость до 60%. Больше 60 процентов частиц – мелкие пылеватые, также содержится глина и в меньшей степени песок.

На изображениях ниже можно рассмотреть характерное для лёссовых пород наличие вертикальных «бороздок», прожилок или канальцев. Такие макропоры в виде трубочек доходят в диаметре до 3 мм.

Различают типичные лёссы и лессовые суглинки. Лёссовые суглинки содержат больше глины, чем типичные лёссы, им присущ более темный цвет, иногда красновато-бурый. Лёссовые суглинки менее пористые и, следовательно, более плотные, менее просадочные.

В обычном состоянии лессовые отложения весьма прочные, способны выдерживать большие нагрузки, но при увлажнении прочность теряется, возникают дополнительные просадочные деформации от нагрузки – как внешней, так и от собственного веса.

Чтобы определить степень просадки лёсса, его в лабораторных условиях уплотняют под давлением, а затем подвергают замачиванию.

Различия в плотности

Торфы, несмотря на различия в составе и его особенности, обладают значительно меньшей плотностью, нежели минеральные грунты. Причем значение плотности торфа тем ниже, чем выше стадия его разложения.

Различия в плотности торфов характеризуются его происхождением и составом. Верховой торф с обыкновенным составом при естественной влажности, как правило, имеет плотность, равную 1,0 г/см3. Плотность низинного торфа, в особенности аллювиально-болотного происхождения, имеет более высокое значение – 1,0 – 1,2 г/см3.

Малой величиной плотности (0,07 – 0,2г/см3) характеризуется скелет нормализованного торфа, варьируясь в зависимости от степени его разложения. Если сравнивать его с показателем аллювиально-болотного низинного торфа, то плотность последнего значительно выше – 0,15 – 0,50 г/см3.

Осадка

При возведении сооружений на торфяных почвах всегда следует помнить о таких особенностях, как неоднородность состава торфяных залежей, которая может привести к неравномерной осадке здания. Осадка протекает, как правило, на протяжении значительного времени, однако быстрее, чем на минеральных почвах. Причиной этому можно назвать тот факт, что торфяные почвы имеют свойство изменять свою структуру и плотность со временем под действием микробиологических процессов, чего не происходит в минеральных почвах.

Строительство на пучинистых грунтах. Методы решения проблемы морозного пучения грунтов

Проблема строительства зданий на пучинистых грунтах часто встает в сырых регионах, расположенных в умеренном климатическом поясе.На сегодняшний день разработано и проверено на практике много различных методов борьбы с морозным пучением.

Главное – выбрать наиболее подходящий из них именно под ваши условия проведения строительства и тогда здание прослужит вам без разрушения и деформаций в течение многих лет.  Рассмотрим более подробно вопрос такого строительства и практических методов ее решения.

Посмотрите видео о строительстве на пучинистых грунтах

Что такое пучинистый грунт?

Как известно, вода при замерзании превращается в лед. При этом происходит изменение ее объема за счет разной плотности льда и воды: вода имеет значительно большую плотность, чем лед. Соответственно при замерзании вода, постепенно превращаясь в лед, расширяется, занимая больший объем.

Если такая вода замерзает, находясь в грунте, то вместе с ней будет расширяться и грунт. При этом силы расширяющие грунт будут называться силами морозного пучения, а сам такой водонасыщенный грунт – пучинистым.

В чем опасность пучинистого грунта для здания?

Посмотрим, что происходит с пучинистым грунтом, непосредственно находящимся рядом со зданием. Зимой при наступлении морозов вода замерзает и расширяется, превращаясь в лед. Вместе с ней начинает расширяться и грунт, ее содержащий. Возникают силы морозного пучения.

Силы начинают действовать на находящееся рядом здание, точнее на его фундамент, приподнимая его. Весной же во время повышения температуры происходит обратный процесс: здание опускается за счет того, что лед тает, превращаясь в воду и, соответственно, сжимаясь, увеличивая свою плотность и уменьшая собственный занимаемый объем.

Если фундамент не защищен от действия пучинистых сил, то возможен сдвиг здания, что рано или поздно приведет к образованию трещин в стенах здания и фундаменте, а потом и к разрушению здания.

Особенности пучинистых грунтов

Под пучинистыми грунтами можно понимать любые грунты, способные сохранять в своем объеме достаточно большое количество воды. Чем больше воды находится в единице объема грунта, тем более склонен данный грунт к пучинистости.

Наиболее яркими представителями пучинистых грунтов являются глина и желтый (карьерный) мелкий песок, содержащий большое количество глинистых включений. Такие грунты обладают высокой способностью задерживать воду.

Наименее пучинистыми в этом случае будут являться следующие виды грунтов: все грунты, не содержащие или содержащие минимальное количество глинистых частиц, крупный или среднезернистый песок, обломочные горные породы.

Все эти грунты не задерживают, легко пропускают через себя воду в нижележащие слои грунта, поскольку состоят из крупных частиц не имеющих способности слипаться друг с другом по типу глины.

Факторы, влияющие за силу пучинистости

1. Глубина залегания первого водоносного слоя.

Чем ближе к поверхности находится вода, тем, очевидно, более пучинистым он будет являться. При этом даже замена, к примеру, глины на гравелистый песок малоэффективна, поскольку воде будет просто некуда уходить через такой грунт – ниже будет находиться водоносный слой.

2. Глубина промерзания грунта в зимний период, характерная для данного региона.

На широте Москвы грунт промерзает на 1,5 м. Очевидно, что пучинистые силы могут действовать лишь в тех регионах, где температура опускается зимой ниже 0 гр. С. Чем на большую глубину будет промерзать грунт, тем сильнее на здание будут действовать пучинистые силы при прочих равных условиях.

3. Типы почв.

Наиболее подвержены пучинистости грунты с мелкими частицами, способные сохранять воду в течение длительного периода за счет плохого ее прохождения сквозь частицы небольшого размера.

Глинистые грунты также сильно задерживают воду. Сквозь крупные частицы вода проходит легко, поскольку между крупными частицами есть достаточное пространство для прохода воды.

Методы решения проблемы морозного пучения при строительстве здания

В настоящее время существует много методов снижения пучинистости, которые хорошо себя зарекомендовали на практике. Рассмотрим наиболее важные.

1. Полная замена грунта в месте строительства здания.

Данный метод радикально решает проблему пучинистости, однако приводит к повышенным затратам на строительство за счет большого объема требуемых для выполнения земляных работ.

Идея метода следующая: грунт, расположенный в месте будущего строительства здания полностью удаляется и на его место кладут не пучинистый грунт, как правило, крупнозернистый песок.

2. Расположение подошвы фундамента здания ниже отметки, на которую обычно промерзает грунт.

Данный метод является широкораспространенным. В этом случае выбирают подходящий фундамент. Наиболее частовстречающиеся типы фундаментов – свайный для крупных, тяжелых зданий и свайно-винтовой для коттеджей, дач, других относительно легких, небольших строений.

Свая заглубляется до залегания твердого слоя грунта и ниже отметки его промерзания. В этом случае на здание, точнее на стены фундамента, будут действовать лишь касательные силы морозного пучения.

Действие же основных, вертикальных сил будет нейтрализовано, поскольку опора здания будет находиться в непучинистом грунте.

3. Круглогодичное отопление здания.

Хорошо известно, что температура в районе фундамента под отапливаемым зданием всегда примерно на 20% выше температуры под неотапливаемым зданием.

Соответственно, грунт под домом с круглогодичным отоплением промерзать будет значительно меньше и действие пучинистых сил будет слабым.

При планировании и проектировании здания важно учитывать этот фактор: выгоднее будет здание использовать для круглогодичного проживания.

4. Общее утяжеление постройки.

Силы морозного пучения способны приподнять здание, имеющее относительно небольшую массу. Если здание тяжелое, то такие силы не смогут существенно повлиять на положение здания.

Отсюда вывод: чем тяжелее здание, чем больше его масса, тем успешнее такое здание при прочих равных условиях сможет противостоять действию сил морозного пучения в зимний период.

Поэтому на пучинистых грунтах выгоднее строить тяжелые здания с большой массой, хотя это ведет, естественно, к большим финансовым и временным затратам как на постройку такого здания, так и на последующее его обслуживание во время эксплуатации.

5. Строительство плитного фундамента под дом.

Плитный фундамент — единая железобетонная монолитная плита, на которую все остальные элементы здания опираются.

Само здание в этом случае вместе с фундаментом представляет из себя единую конструкцию. Сам фундамент строится или непосредственно на поверхности земли, или на небольшой глубине.

В любом случае получается, что фундамент из-за небольшого заглубления будет подвержен как касательным, так и вертикальным силам морозного пучения: он будет просто подниматься зимой во время морозов и опускаться весной во время оттепелей.

Особенность же данного фундамента – именно единая монолитная конструкция, благодаря которой несмотря на частое изменение высоты подъема дома он не разрушается и не дает трещин.

6. Дренаж грунта.

Идея метода – снижение содержания воды в грунте путем ее отвода непосредственно от фундамента, после чего соответственно снижаются и пучинистые способности данного грунта. Вода из-под дома и области его расположения отводится и грунт в этом месте становится менее влажный. Для реализации данного метода на некотором расстоянии от дома роется дренажный колодец, предназначенный для сбора отведенной от здания воды. Вокруг дома строится дренажная система: роется траншея и в нее закладываются трубы, содержащие по всей своей боковой поверхности отверстия небольшого диаметра; трубы затем соединяются с колодцем, образуя тем самым единую систему слива.

Для того, чтобы предотвратить попадание в дренажную систему грунта, трубы перед обратной засыпкой обсыпают со всех сторон гравием или щебнем, а затем обертывают геотекстилем. Для того, чтобы вода от дома направлялась в колодец самотеком следует располагать трубы с небольшим уклоном в направлении, где расположен дренажный колодец. Кроме того, трубы располагают в траншее на разной высоте: чем ближе труба к колодцу, тем глубже она должна быть расположена относительно поверхности земли и наоборот – близлежащие к дому трубы заглубляются минимально. Данный метод хорошо применять в комплексе с другими.

7. Использование скользящих материалов.

Этот метод обычно применяют на стадии строительства фундамента и рассчитан он на защиту от касательных сил морозного пучения. С внешней стороны стены фундамента обкладывают гидроизоляционными материалами, имеющими скользкую поверхность типа рубероида. Соседствующий со стенами грунт не будет иметь возможности зацепиться за такую стену и будет проскальзывать, снижая тем самым боковое давление на фундамент и здание в целом.

8. Утепление фундамента.

Часто этот метод сочетают с другими. Суть метода в том, что если фундамент хорошо утеплен теплоизоляционными материалами, то температура в месте расположения фундамента будет выше обычной и в этом случае глубина промерзания грунта уменьшается или грунт под зданием не промерзает вовсе. Соответственно, пучинистые силы, действующие на здание, будут минимальными или будут отсутствовать. На этапе строительства фундамента утеплять его следует как с внешней, так и с внутренней сторон. Во время эксплуатации здания утеплять можно лишь с внутренней стороны.

        Поделиться:

Пучинистый грунт / каркасный дом своими руками

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, — это степень морозной пучинистости, которая определяется, как относительное изменение объема грунта при промерзании:

E = (H – h) / h,

Где E – степень пучинистости, H – высота мерзлого (вспучившегося) грунта, h – высота грунта до замерзания.

Степень пучинистости показывает, на какую величину изменяется объем грунта при промерзании. Пучинистыми называют грунты, у которых степень пучинистости больше 0,01, т.е. это такой грунт, который при промерзании на глубину 1 м увеличивается в объеме более чем на 1 см.

Какие грунты пучинистые?

Пучение происходит из-за того, что содержащаяся в грунте влага замерзает, а, как известно, лед имеет меньшую плотность, нежели вода, и поэтому занимает больший объем. Увеличение объема воды при замерзании и приводит к пучению, поэтому какие грунты пучинистые, а какие нет, зависит от содержания в них воды: чем ее больше в грунте, тем сильнее он вспучивается. К пучинистым относятся все глинистые грунты: глины, суглинки и супеси. В отличие от песка, глина имеет много пор и хорошо удерживает в себе влагу, вода не просачивается между мельчайшими частицами глины и не уходит в более глубокие слои земли. Поэтому, чем больше содержание глины, тем более пучинистым является грунт.


Строительство фундамента на пучинистом грунте

Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому строительство фундамента на пучинистом грунте нужно вести только с принятием мер против пучения. Самый радикальный путь – это заменить грунт на непучинистый гравелистый или крупный песок. В этом случае роют большой котлован на глубину больше глубины промерзания, убирают пучинистый грунт и вместо него засыпают и хорошо утрамбовывают песок, который является отличным основанием для фундамента, не удерживает в себе влагу и имеет высокую несущую способность. Этот способ, пожалуй, самый надежный, но и самый затратный – он предполагает очень большой объем земельных работ.

Другой способ строительства устойчивого фундамента на пучинистом грунте – это заложение его на глубину ниже глубины промерзания. В этом случае на основание фундамента не будут действовать силы пучения, но на боковую поверхность пучение действовать будет. И хотя это воздействие на порядок меньше, оно способно создать проблемы: пучинистый грунт будет примерзать к боковой поверхности фундамента и при движении вверх/вниз будет тащить его за собой. Касательная сила пучения может достигать 5 тонн на квадратный метр поверхности. Заложенный на глубину 1,5 м ленточный фундамент дома 6 м на 6 м будет иметь суммарную площадь боковой поверхности 36 м2, а общая касательная сила пучения может поднимать до 180 т. Этого будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом, потому что его вес не сможет уравновесить действие пучения. Поэтому заложение фундамента на пучинистом грунте ниже глубины промерзания используется при строительстве тяжелых кирпичных и монолитных железобетонных домов.

Третий способ снизить влияние пучинистого грунта на фундамент – это утепление. Этот вариант больше всего подходит для строительства мелкозаглубленных фундаментов под легкие дома и заключается в том, чтобы избежать замерзания влаги в пучинистом грунте. Укладывая на грунт слой утеплителя, можно добиться того, чтобы грунт вокруг фундамента никогда не промерзал. Ширина полосы утеплителя должна соответствовать глубине промерзания: если земля промерзает на 1,5 м, то утеплять надо вокруг фундамента полосу шириной 1,5 м. Толщина утеплителя зависит от его теплоизоляционных свойств и от климатических условий.

Еще одна мера, которую можно принимать при строительстве фундамента на пучинистом грунте — это отвод воды, ведь если не будет воды, то не будет и пучения. Для отвода воды, содержащейся в грунте, по периметру фундамента устраивают дренажную систему: в полуметре от фундамента роют канаву на глубину его заложения, в нее укладывают завернутую в фильтрующую ткань перфорированную трубу под небольшим уклоном и засыпают ее крупным песком или гравием. Вода, содержащаяся в грунте, будет стекать к дренажной трубе, попадать в нее через отверстия и по ней отводиться в дренажный колодец. Для естественного отвода воды необходимо, чтобы где-то был более низкий участок местности, куда будет отводиться вода. Для отвода воды атмосферных осадков вокруг фундамента нужно делать отмостку и ливневую канализацию.

    Читайте так же:

  • Глубина промерзания грунта
    Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.

  • Уровень грунтовых вод
    Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.

  • Силы морозного пучения грунтов
    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. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.

  • Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт
    На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)

  • Несущая способность грунтов Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.


Несколько слов о пучинистом грунте | Прораб Бывалый

В комментариях под статьей «Особенности фундамента на винтовых сваях.» меня пару раз упрекнули в незнании что такое пучение грунта и как оно влияет на фундамент на винтовых сваях.

Решил более подробно раскрыть эту тему.

Хочу сразу сказать, что меня несколько удивляет стремление отдельных комментаторов ловить меня на незнании физических законов. Мне казалось, что тема моего канала — это строительство. И если я пишу что-то неправильно относительно какой-нибудь теории из физики, то наверно можно просто поправить или указать на неточность. Для этого и пишутся статьи в моем канале что бы можно было в ходе дискуссий понять, как правильно, а не кто самый умный.

Начну с того, что у людей есть некоторая путаница относительно определения пучинистых грунтов. Это происходит от того, что в определении этого грунта мелькает слово «глинистый».

Вот как определяет такой грунт СНиП 2.02 01 83 актуализированная редакция (сп 22.13330 2011 основания зданий сооружений):

6.8.2 К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня (ГОСТ 25100). При проектировании фундаментов на основаниях, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.

То есть речь не идёт о плотных слоях глины.

Речь идёт о суглинке. О достаточно пористом грунте. Причем ещё одним фактором является наличие влажности ПРЕВЫШАЮЩЕЙ определенный уровень. Получается что если на вашем участке присутствует такой грунт но к началу промерзания в нём мало влаги то он не будет представлять серьёзную угрозу вашему фундаменту.

В такой грунт винтовая свая достаточно легко закручивается и вполне способна его проходить. Но нельзя отрицать обжимания винтовой сваи при промерзании такого грунта и появлении силы пытающейся выдавливать сваю наверх.

Конечно, самое правильное решение добиться углубления лопастей винтовой сваи ниже глубины промерзания грунта. Но тут надо заметить, что если в нормативе указано глубина промерзания равна 1,8 метра, то это не значит, что каждую зиму грунт под фундаментом будет промерзать на эту глубину.

Обычно высчитывается максимальное значение при самых неблагоприятных условиях. То есть, например зимой в течении недели температура не подымается выше минус тридцати градусов и при этом снежный покров отсутствует или очень небольшой. Именно при таких обстоятельствах грунт может промерзнуть на максимальную глубину.

Кстати что бы не зависеть от погодных условий можно утеплить грунт вокруг фундамента и тем самым снизить риск глубокого промерзания.

Не надо забывать что кроме пучинистых есть так же и набухающие грунты.

Это грунт способный впитывать влагу как губка и набухать, а при высыхании он начинает усаживаться.

Конечно такой грунт при насыщении влагой поздней осенью зимой промерзнет и увеличится в объеме.

Резюмируя могу сказать что при выборе фундамента надо учитывать все факторы вашего участка. И морозное пучение для климатических условий России безусловно будет одним из самых важных.

Если окажется что единственно надежным вариантом будут винтовые сваи, то надо использовать именно их. Но надо обязательно постарается смонтировать фундамент так что бы потом не бороться с возникшими зимой проблемами.

Я уже писал что не являюсь сторонником винтовых свай но это не значит что категорически не приемлю их использование. Ведь не зря индивидуальное строительство так называется. Каждый должен сам решать для себя что ему подходит и что будет правильным на конкретном участке.

Надеюсь на адекватное обсуждение в комментариях.

Приглашаю подписываться на мой канал, я постараюсь сделать его интересной площадкой для дискуссий на строительные темы)

Пучение грунта что это, виды пучения,


Что такое пучение грунта

Перекошенные дверные коробы, трещины на стенах и щели в оконных коробах — следствие деформационных влияний, оказываемых грунтом на основание дома.

Деформационные нагрузки почвы на основание происходят в результате сезонного промерзания грунта — так называемого морозного пучения.

Рис 1.1: Трещины в цоколе — характерный признак воздействия сил пучения на фундамент дома
Пучениеэто изменение объема почвы, происходящее в следствии замерзания грунтовых вод, которыми она пропитана.

Совет эксперта! Расширение объема почвы обуславливается тем, что номинальная плотность воды в жидком состоянии составляет 1000 килограмм на кубометр, тогда как плотность льда — 917 кг/м3.

При наступлении сезонных морозов происходит следующее: согласно законам физики масса жидкости после замерзания остается неизменной, однако ее объем расширяется почти на 9%, в результате это расширения влага оказывает давление на почву — поскольку движение почвы вниз невозможно, из-за высокой плотности нижерасположенных слоев грунта, грунт движется вверх и поднимает фундамент здания.


Рис. 1.2: Почва, увеличившаяся в объеме в результате морозного пучения

Выделяют два характера воздействий морозного пучения на основание дома:

  • Вертикальное выталкивающее воздействие — происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания;
  • Касательное пучение — это выталкивающее воздействие, которое происходит вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.

Как решить проблему пучинистых почв

Существует масса способов, которые позволят понизить уровень пучения почвы. Рассмотрим самые распространенные.

Замена грунта

Замена пучинистого грунта считается наиболее трудозатратным и дорогостоящим процессом, так как предполагается полное удаление почвы, находящейся на месте будущей постройки. После этого засыпается новая земля или крупнозернистый песок и гравий, и фундамент укладывается на непучинистую почву.

Утяжеление здания

Чем меньше вес постройки, тем больше вероятность того, что на нее будет оказывать давление земля, разбухающая в холодное время года. Чтобы этого не происходило, рекомендуется возводить более массивные постройки. Однако, это также ведет к серьезным финансовым затратам.

Возведение плитного фундамента

Придать дополнительный вес зданию и предотвратить давление грунта можно установив в качестве основания для дома плитный фундамент. Цельная монолитная плита высотой более 20 см, заглубленная в землю будет подвергаться силам морозного пучения, однако в этом случае она просто равномерно приподнимется зимой и займет исходное положение, когда температура воздуха повысится.

Технически построить плитный фундамент не сложно (трудности могут возникнуть только на этапе армирования), тем не менее, такая основа тоже обойдется недешево.

Установка свайного фундамента

Если вы хотите обойтись малой кровью, то дешевле всего будет установить свайный фундамент. Однако стоит учитывать, что подобные конструкции подходят только для домов небольшого веса (каркасных, сооружений из сип-панелей и так далее).

В качестве фундаментального основания подойдут:

  • винтовые сваи, которые вкручиваются в почву чуть ниже уровня промерзания;
  • армированные конструкции (в этом случае необходимо подготовить скважины и установить в них стержни, обмотанные рубероидом и металлическим каркасом).

После установки свай, элементы соединяются при помощи распределяющих нагрузку плит или балок (ростверка), которые укладываются по периметру будущей постройки и утепляются пенопластом или пенополистиролом.

Некоторые строители возводят на пучинистых почвах кирпичные столбчатые конструкции высотой до 60 см и заглубляют их примерно на 15 см, однако такие основания подходят только для беседок, летних кухонь и прочих сооружений, не предназначенных для проживания.

Постоянное отопление дома

Если сравнивать температуру почвы, расположенной под отапливаемым и неотапливаемым домом, то в первом случае она будет выше почти на 20%. Соответственно, если в здании круглогодично будут проживать люди и постройка будет отапливаемой, то сила пучения сведется к минимуму.

Дренаж грунта

Чтобы предотвратить распирание почвы, можно снизить содержание воды в земле. Для этого необходимо соорудить дренажный колодец, который будет находиться на некотором отдалении от постройки. Чтобы построить такую систему необходимо:

  • Вырыть траншею вокруг дома.
  • Заложить в нее трубы с небольшими отверстиями по бокам. Чтобы вода от дома отводилась самотеком, необходимо укладывать трубы под небольшим уклоном по направлению к дренажному колодцу. Соответственно, чем ближе к колодцу расположен трубопровод, тем глубже он закладывается.
  • Обсыпать трубы гравием и покрыть геотекстилем.

Теплоизоляция грунта

Чтобы снизить пучинистость грунта, можно возвести отмостку. Обычно такая конструкция изготавливается по периметру постройки для того, чтобы защищать фундаментальное основание от дождевых вод. Но, если произвести более мощную теплоизоляцию отмостки, можно будет снизить уровень расширения земли в зимний период.

Чтобы изготовить утепленную отмостку, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  • Ширина отмостки должны быть на 1-1,5 м больше ширины промерзания грунта.
  • В качестве основы для отмостки рекомендуется использовать песок, который тщательно трамбуется и проливается водой.
  • На песок укладывается пенополистирол или любой другой утеплитель слоем около 10 см.
  • Сверху укладывается гидроизоляция (рубероид).
  • На гидроизоляционный слой укладывается щебень и все заливается бетоном.
  • Перед бетонированием рекомендуется выполнить армирование стальной сеткой диаметром 4 мм и размером ячеек 15 х 15 мм.

Какие виды почвы подвергаются пучению

Пучение характерно для большинства видов почвы, особенно данной проблеме подвергаются следующие типы грунта:

  • Песчаная почва;
  • Суглинок;
  • Супесь;
  • Глиняный грунт.

Вышеуказанные виды почвы обладают одной общей чертой — в их составе содержатся мельчайшие пыльные частицы. Та же песчаная почва, не содержащая пылеватых частиц (гравелистая либо песок крупных фракций) практически не подвергается воздействиям сезонного пучения.

Совет эксперта! Наличие пылеватых частиц в грунте способствует тому, что почва приобретает свойство связывать и удерживать контактирующую с ней воду (это могут быть как впитавшиеся в землю атмосферные осадки, так и грунтовая влага).

Пропитанный водой пласт почвы, в процессе замерзания расширяется в объемах (до 9-12% от первоначального объема) и давит на основания зданий и построек, оказывая на них выталкивающую нагрузку.

Рис 1.3: Воздействие пучения грунта на плитный фундамент

Силы пучения почвы могут быть увеличены разнообразными сопутствующими факторами, основной из них — постоянные атмосферные осадки. Если осенью регулярно будут идти дожди, то пропитавшаяся осадками почва будет оказывать более сильную деформационную нагрузку на фундамент. Также к усиливающим пучение факторам можно отнести повышение уровня залегания грунтовых вод и их капиллярное поднятие.

Совет эксперта! Свыше 82% всех видов грунтов В Москве и области классифицируются как пучинистые.

При возведении построек на пучинистых грунтах нужно предпринимать дополнительные меры защиты фундамента от выталкивающих воздействий почвы, о которых более детально мы поговорим в соответствующем разделе статьи.

С классификацией пучинистости разных видов грунтов согласно ГОСТ № 25100 вы можете ознакомится в таблице 1.1.

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

Расширение объема от 7%

  • Мягкопластичная глининистая почва;
  • Мелкие и пылеватые песчаные грунты с высоким уровнем грунтовых вод.

Таблица 1.1: Классификация пучинистости грунтов

Узнай почему свайный фундамент помогает избежать проблем с морозным пучением: узнать

Особенности пучинистых грунтов


Пучинистый грунт расширяется при замерзании
Морозное пучение — это деформация влагонасыщенных почв внутри объема. Криогенное вздутие нескальных грунтов происходит из-за кристаллизации капель и разуплотнения органических компонентов. Ледяные вкрапления в нескальных породах получают форму поликристаллов, прослойков, линз. Пылевато-глинистые слои набухают от подъема влаги из ниже лежащих пластов к области промерзания.

Варианты пучения:

  • если влага распределяется равномерно по вертикали почвы, пучение проявляется на уровне 3%;
  • движение потоков или неравномерное промерзание ведет к увеличению набухания до 10-25%.

Конструкции фундаментов поднимаются от вздутия грунта, но весной при оттаивании не могут осаживаться вместе с землей в обратном направлении, возникает эффект выпучивания опор (столбов, монолитных и сборных лент). В торфяниках возникают долговременные бугры вспучивания, которые образовываются разными способами.

При зимней оттепели мигрируют водяные потоки, которые впоследствии замерзают. Такое явление повторяется многократно и ведет к появлению объемных ледяных шаров. Бугры растут со скоростью до 10 – 20 см за год. Рыхлые грунты зимой смерзаются с телом вкопанного фундамента, а весной поднимают его. Полость под опорой наполняется жидкостью или разжиженным грунтом. Процесс повторяется несколько лет и ведет к обрушению дома.

К непучинистой категории относят обломочные породы и скальные почвы. Осколочные фрагменты получаются при разрушении горношахтных пород, в группу попадает щебень, гравий и другие материалы с крупными зернами в составе. Сюда же относят пески средней и крупной фракции.

Увеличение структурных частиц ведет к уменьшению степени пучения. Фундаменты в таких слоях заглубляют независимо от отметки промерзания и уровня стояния почвенной жидкости.

Как определить тип почвы


Измеритель степени пучинистости грунта
Полевые изыскания грунта включают инструментальные исследования и наблюдения за поведением закрепленных глубинных маркеров (реперов). Применяют приборы (пучиномеры), которые содержат в конструкции термоизоляционный контейнер для почвы с образцом опоры и датчики измерения сдвига.

Склонность земельного слоя к вздутию называют степенью морозной пучинистости. Ее находят по формуле F = (R – r) / r, где:

  • F — степень пучения;
  • R — высота набухшего слоя;
  • r — высота образца до замерзания.

К пучинистым относят почвы, показатели которых больше 0,01, такие породы увеличивают объем больше чем на 1 см при глубине промерзания 1 м.

Оценка заключается в исследовании опытного фундамента с анкерными элементами для противодействия пучению. Измерительный прибор имеет пружинистый элемент, деформации которого показывают уровень вздутия. Линейные размеры сдвига фиксируют датчики и детекторы.

Есть методы определения степени пучинистости без нарушения целостности образцов под действием сил деформации. Информативные датчики не вводят в землю, приборы не контактируют со слоем почвы.

К таким исследованиям относят:

  • гаммаскопию;
  • ультразвуковой рентген;
  • лазерный способ.

Такие приборы фиксируют сдвиги и перемещения минеральных частиц при деформации на расстоянии, но для считывания и работы с показателями требуются специальные технические знания и умения.

При возведении частного дома заказывают лабораторное изучение образца земельного слоя на участке. Анализ занимает некоторое время, но в результате выдается официальное заключение и сертификат о составе и свойствах грунта в месте строительства.

Есть грубая оценка, которая по гранулометрическому строению заведомо определит непучинистый грунт. Среднее тестирование проводят по формулам. Точный результат получают по итогам полевого изыскания или лабораторного исследования.

Чем пучение почвы опасно для фундамента

Для оснований любого вида — ленточных, плитных и свайных, опасным является не только сам процесс вспучивания почвы, но и последствия ее оттаивания.

При наступлении зимы, когда температура понижается ниже нуля и грунт промерзает на глубину одного-двух метров, почва расширяет и начинает выталкивать фундамент здания. Происходит вертикальная деформация основания. При наступлении оттепели, замершие грунтовые воды оттаивают, почва теряет свою плотность и под давлением массы здания уменьшается до объемов, на несколько процентов меньших ее первоначальных размеров — в результате этого происходит дополнительная усадка фундамента.

Совет эксперта! Наиболее опасным для фундаментов является неравномерное пучение грунта, которое может наблюдаться при разной толщине снежного покрова — чем он толще, тем выше поднимается граница промерзания почвы и тем больший ее пласт подвергается пучению.

Рис. 1.4: Результат морозного пучения грунта
Строительная практика показывает, что конкретный земельный участок может иметь крайне сложную схему промерзания и пучинистого поднятия почвы.

К примеру: грунт вокруг здания, расположенного на среднепучинистой почве, по внешнему периметру постройки может иметь глубину промерзания до полутора метров и при сезонном пучении подниматься до 10 см. вверх, тогда как грунт, расположенный под домом всегда будет более теплым и сухим, и пучению может не подвергаться вообще.

Только так можно решить проблему и не допустить разрушения здания в результате пучения: посмотреть

Неравномерное пучение также может стать следствием оттаиванием снежного покрова на южной стороне здания — почва, пропитанная влагой из оттаявшего снега, при наступлении следующих заморозков будет подвергаться увеличенным силам пучения, в сравнении с силами на северной стороне здания.

Совет эксперта! В результате неравномерного пучения почвы фундамент здания перекашивается, это же происходит и со стенами постройки — в результате перекоса по ним идут трещины, конструкция деформируется, теряет прочность и приходит в аварийное состояние.

Рис. 1.5: Недостроенное здание, пришедшее в аварийное состояние из-за пучения грунта

Самую высокую опасность сезонное пучение представляет для легких домов, возведенных из пенобетона, дерева либо каркасных панелей. Обуславливается это неспособностью компенсации давлением массы здания оказываемых на фундамент выталкивающих нагрузок.

Строение обладающее достаточно большой массой (к примеру, дом из кирпича), будет давить на фундамент, и если давление от тяжести конструкции превысит выталкивающее давление грунта, почва из-за невозможности расширения будет уплотняться и воздействия пучения ослабятся к минимуму.

Типы фундамента

Непучинистый грунт – отличный вариант при строительстве здания. При любом промерзании и влажности не нужна глубокая заливка. Неподвижная основа позволит возвести несущие конструкции с минимальными затратами сил и финансовых вложений.

Непучинистый грунт из габаритных скальных осколков или крупной гальки помогает создать крепкий и надежный фундамент. Снимают верхний растительный слой, вырывают неглубокую канавку (до 20 см), которую заливают строительным бетоном. После затвердения массы можно приступать к возведению строения.


Как обустроить основу Источник sdelai-lestnicu.ru

Заглубленный фундамент для непучинистого грунта подойдет для дачного дома. На участке создают траншею, глубиной в 70 см. Яму наполняют крупным песком, тщательно утрамбовывают. Рассыпчатое сырье укладывают слоями, каждый из которых обильно орошают водой. Основу заливают бетоном, после высыхания приступают к возведению цоколя и стен.

Если грунт пучинистый сухой или подземные источники расположены ниже 2 м, то можно уменьшить расход стройматериалов, используя в котловане песок или гальку. На поверхности почвы ставят опалубку, в траншею высыпают рассыпчатые компоненты, потом выливают бетон.

При близком прилегании подземных источников пучинистого грунта придется создавать надежную конструкцию. Часто используют сваи (железные, винтовые), которые вбивают на уровень промерзания почвы. Для хозяйственных построек применяют столбчатый метод, для домов – бетонный ленточный.

Способы уменьшения влияния пучения грунта на фундамент

Строительство ленточных и плитных фундаментов на пучинистых грунтах должно обязательно сопровождаться обустройством уплотняющей подсыпки.

Такая подсыпка состоит двух слоев — крупного песка и гравия либо щебня. Толщина слоев подсыпки должна быть одинаковой, при этом общая толщина уплотнения начинается с 20 сантиметров для слабопучинистых грунтов, и увеличивается до 35-40 сантиметров для сильнопучинистой почвы.

Рис. 1.6: Схема уплотняющей подсыпки под ленточный фундамент

Совет эксперта! Подсыпка для уменьшения вертикальных выталкивающих воздействий выполняется под основанием фундаментной ленты, на дне выкопанной под фундамент траншеи. Для уменьшения касательных сил пучения подсыпка делается по внешнему периметру стенок уже возведенного фундамента.

Однако данная мера является недолговечной ввиду того, что подсыпка, в период повышения уровня грунтовых вод, которое происходит осенью и во время оттаивания снежного покрова, полностью окружается водой. При пропитывании влагой в песок и гравий из грунта проникают пылеватые частицы. В результате этого со временем непучинистые материалы подсыпки приобретают склонность к пучению и теряют свою защитную функцию.

Уменьшить данный негативный фактор позволяет использование специальных противозаиливающих рулонных материалов, которыми покрываются стенки подсыпки. Такие материалы (оптимальный вариант — Стеклохолст) пропускают воду, однако фильтруют все находящиеся в ней мельчайшие частицы ила и пыли.

Рис. 1.7: Комплексная защита фундамента от пучения грунта

Также высокую эффективность демонстрирует практика обустройства дренажа. Такая система представлена дренажными трубами, расположенными по периметру фундамента в подсыпанном слое гравия, выполняющего функцию фильтра. Трубы располагаются под уклоном, что позволяет скопившимся в них грунтовым водам самотеком стекать в специально отведенный накопительный резервуар.

Как уменьшить пучинистость грунта в основании фундамента

Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент. При сильно пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта

основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.

Для снижение деформаций пучения грунта обычно выполняют следующие мероприятия:

1. Хорошим вариантом решения проблемы стабилизации пучинистых грунтов может быть устройство насыпи из непучинистого грунта

и устройство фундамента уже на ней. В этом случае решаются две задачи — поднимается общий уровень придомовой территории (обычно это актуально для таких грунтов) и улучшаются параметры грунта.

2. Частичная или полная замена пучинистого слоя

на непучинистый путём создания подушек из крупного или среднего песка с высоким коэффициентом фильтрации.

3. Понижение влажности грунта

(путём использования геотекстиля для снижения капиллярного подсоса, устройства дренажа, глиняных замков и отмосток, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от здания посредством устройства вертикальной планировки, водосборных канав, лотков, траншей, дренажных прослоев и т.п.).

4. Утепление грунтов,

например, устройство теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ).

Классификация грунта по степени пучинистости

Схема размещения песчаной подушки.

Перед тем как укладывать фундамент своими руками, необходимо знать тип грунта в зависимости от его способности увеличиваться в размере при низкой температуре. Выделяют 4 вида грунта: непучинистый, слабо-, средне- и сильнопучинистый. Классификация основана на величине таких показателей, как коэффициент водонасыщения и показатель текучести почвы. К непучинистым почвам относят те, степень пучения которых менее 0, 01. К слабопучинистым можно отнести глину с величиной текучести от 0 до 0,25, пески пылеватые и мелкие с коэффициентом водонасыщения от 0,6 до 0,8. В эту группу входят и крупнообломочные земли с наполнителем. В качестве последнего может быть песок мелкий и пылеватый.

При этом количество его должно находиться в пределах от 10 до 30% в массовом коэффициенте. В группу среднепучинистого грунта входят почвы со степенью пучения от 0,035 до 0,7. К ним относятся глина с текучестью от 0,25 до 0,5; пески мелкие и пылеватые с водонасыщением от 0,8 до 0,95; крупнообломочные почвы с наполнителем более 30% по массе. Наибольшую опасность представляет сильнопучинистый грунт. Он представлен следующими показателями: степень пучинистости более 0,07; текучесть глины больше 0,5; пески мелкие с водонасыщением более 0,95.

Геологическое исследование грунта под фундамент

Перед планировкой расположения фундамента и определения его типа, в первую очередь, необходимо произвести геологическое исследование грунта. Ведь фундаменты на разных грунтах

будут совершенно отличаться друг от друга. Что хорошо будет на песчаном грунте, то совершенно будет неприемлемо при пучинистом или глинистом. А если возвести дом, не учитывая все эти нюансы, то со временем здание может осесть или перекоситься, ломая при этом стены и крышу.

Инженерно-геологический анализ можно доверить специалистам, а можно и сэкономить, произведя его самостоятельно. Сделать это можно двумя методами: определением процентного отношения песка, глины и ила или с помощью визуально-тактильной оценки. Рассмотрим второй, наиболее простой, метод.

Лёссовые грунты, лёссы, лессовые суглинки

Нельзя сказать с точностью, каким образом появились такие грунты, ученые до сих пор об этом спорят. Лёссовые породы относятся к структурно-неустойчивым грунтам (но не все из них просадочные).

Такой тип очень распространен на протяжении больших территорий в России, Украине, Европе, причем лёссом занято более 80 % территории Украины. Залегание такого типа грунта обычно располагается сразу под почвенным покровом, в верхних слоях.

Лессовые грунты обычно светло-желтого или светло-коричневого цвета (его еще называют палевый цвет), или же даже буро-желтого.

Лессовые грунты содержат больше воздуха, чем твердых частиц, содержат множество макропор, пористость до 60%. Больше 60 процентов частиц – мелкие пылеватые, также содержится глина и в меньшей степени песок.

На изображениях ниже можно рассмотреть характерное для лёссовых пород наличие вертикальных «бороздок», прожилок или канальцев. Такие макропоры в виде трубочек доходят в диаметре до 3 мм.

Различают типичные лёссы и лессовые суглинки. Лёссовые суглинки содержат больше глины, чем типичные лёссы, им присущ более темный цвет, иногда красновато-бурый. Лёссовые суглинки менее пористые и, следовательно, более плотные, менее просадочные.

В обычном состоянии лессовые отложения весьма прочные, способны выдерживать большие нагрузки, но при увлажнении прочность теряется, возникают дополнительные просадочные деформации от нагрузки – как внешней, так и от собственного веса.

Чтобы определить степень просадки лёсса, его в лабораторных условиях уплотняют под давлением, а затем подвергают замачиванию.

ГЕО ПРОЕКТ | Фундамент на пучинистом грунте

Фундамент на пучинистом грунте

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, — это степень морозной пучинистости, которая определяется как относительное изменение объема грунта при промерзании:

E = (H – h) / h,

Где E – степень пучинистости, H – высота мерзлого (вспучившегося) грунта, h – высота грунта до замерзания.

Степень пучинистости можно узнать только проведя геологию участка (подробнее можно ознакомиться здесь) со всеми необходимыми лабораторными исследованиями. Она покажет, на какую величину изменяется объем грунта при промерзании. Пучинистыми называют грунты, у которых степень пучинистости больше 0,01, т.е. это такой грунт, который при промерзании на глубину 1 м увеличивается в объеме более чем на 1 см.

Какие грунты пучинистые?

Пучение происходит из-за того, что содержащаяся в грунте влага замерзает, а, как известно, лед имеет меньшую плотность, нежели вода, и поэтому занимает больший объем. Увеличение объема воды при замерзании и приводит к пучению, поэтому какие грунты пучинистые, а какие нет, зависит от содержания в них воды: чем ее больше в грунте, тем сильнее он вспучивается. К пучинистым относятся все глинистые грунты: глины, суглинки и супеси. В отличие от песка, глина имеет много пор и хорошо удерживает в себе влагу, вода не просачивается между мельчайшими частицами глины и не уходит в более глубокие слои земли. Поэтому чем больше содержание глины, тем более пучинистым является грунт.
Строительство фундамента на пучинистом грунте

Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому строительство фундамента на пучинистом грунте нужно вести только с принятием мер против пучения. Самый радикальный путь – это заменить грунт на непучинистый гравелистый или крупный песок. В этом случае роют большой котлован на глубину больше глубины промерзания, убирают пучинистый грунт и вместо него засыпают и хорошо утрамбовывают песок, который является отличным основанием для фундамента, не удерживает в себе влагу и имеет высокую несущую способность. Этот способ, пожалуй, самый надежный, но и самый затратный – он предполагает очень большой объем земельных работ.

Другой способ строительства устойчивого фундамента на пучинистом грунте – это заложение его на глубину ниже глубины промерзания. В этом случае на основание фундамента не будут действовать силы пучения, но на боковую поверхность пучение действовать будет. И хотя это воздействие на порядок меньше, оно способно создать проблемы: пучинистый грунт будет примерзать к боковой поверхности фундамента и при движении вверх/вниз будет тащить его за собой. Касательная сила пучения может достигать 5 тонн на квадратный метр поверхности. Заложенный на глубину 1,5 м ленточный фундамент дом 6 м на 6 м будет иметь суммарную площадь боковой поверхности 36 м2, а общая касательная сила пучения может поднимать до 180 т. Этого будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом, потому что его вес не сможет уравновесить действие пучения. Поэтому заложение фундамента на пучинистом грунте ниже глубины промерзания используется при строительстве тяжелых кирпичных и монолитных железобетонных домов.

Третий способ снизить влияние пучинистого грунта на фундамент – это утепление. Этот вариант больше всего подходит для строительства мелкозаглубленных фундаментов под легкие дома и заключается в том, чтобы избежать замерзания влаги в пучинистом грунте. Укладывая на грунт слой утеплителя, можно добиться того, чтобы грунт вокруг фундамента никогда не промерзал. Ширина полосы утеплителя должна соответствовать глубине промерзания: если земля промерзает на 1,5 м, то утеплять надо вокруг фундамента полосу шириной 1,5 м. Толщина утеплителя зависит от его теплоизоляционных свойств и от климатических условий.

Еще одна мера, которую можно принимать при строительстве фундамента на пучинистом грунте — это отвод воды, ведь если не будет воды, то не будет и пучения. Для отвода воды, содержащейся в грунте, по периметру фундамента устраивают дренажную систему: в полуметре от фундамента роют канаву на глубину его заложения, в нее укладывают завернутую в фильтрующую ткань перфорированную трубу под небольшим уклоном и засыпают ее крупным песком или гравием. Вода, содержащаяся в грунте, будет стекать к дренажной трубе, попадать в нее через отверстия и по ней отводиться в дренажный колодец. Для естественного отвода воды необходимо, чтобы где-то был более низкий участок местности, куда будет отводиться вода. Для отвода воды атмосферных осадков вокруг фундамента нужно делать отмостку и ливневую канализацию.

Expansive Soil — обзор

Механическое поведение свай в расширяющихся грунтах при инфильтрации

Обширные месторождения расширяющихся грунтов широко распространены в нескольких странах шести из семи континентов мира. Некоторые из этих стран включают Канаду и Соединенные Штаты из Северной Америки, Аргентину из Южной Америки; Судан и Алжир из Африки, Китай, Индия и Израиль из Азии; Испания и Соединенное Королевство из Европы и Австралия из Австралии (Аль-Равас и Камаруддин, 1998; Чен, 1988; Рао, Редди и Муттарам, 2001). Экспансивные почвы обычно называют проблемными почвами в литературе, потому что их механическое поведение очень чувствительно к изменениям в их естественном содержании воды, связанным с факторами окружающей среды, такими как инфильтрация и испарение. Вздутие или осадка грунта вызывают серьезные повреждения различных объектов инфраструктуры, построенных на обширных почвах, из-за изменений в их естественном содержании воды и приводят к значительным экономическим потерям для строительной отрасли (Gourley, Newill, & Schreiner, 1993; Jaremski, 2012).Исследования Адема и Ванапалли (2016) показывают, что экономические потери, связанные с обширными почвами, значительно увеличились за последние пять десятилетий во всем мире, потери только в Соединенных Штатах оцениваются в несколько миллиардов долларов.

Среди различных вариантов, которые доступны в качестве фундаментов для инфраструктуры, размещаемой на обширных грунтах, обычно предпочтение отдается свайным фундаментам (Al-Rawas & Goosen, 2006). Как правило, сваи могут применяться в экспансивных грунтах в качестве микросвай в активной зоне или в качестве групповых свайных фундаментов.Микросваи уменьшают пучение верхнего слоя расширяющегося грунта, а также обеспечивают поддержку в качестве основы для инфраструктуры, построенной на расширяющемся грунте (Nelson, Chao, Overton, & Nelson, 2015). Как правило, стальные сваи малого диаметра (диаметром 75–250 мм) вставляют в предварительно просверленные отверстия большего диаметра, которые затем заполняют уплотненным песком для повышения сопротивления трения микросвай (Nusier & Alawneh, 2004). При инфильтрации пучение значительно уменьшается за счет трения, возникающего на границе сваи и грунта.Метод армирования микросваями является рациональным выбором для уменьшения повреждений слабонагруженных конструкций на тонкослойных расширяющихся грунтах с ограниченной способностью к набуханию. Однако для тяжелых конструкций на толстом расширяющемся грунте с высокой или очень высокой способностью к набуханию обычно предпочтительнее свайный или групповой свайный фундамент.

Сваи с высокой прочностью и жесткостью проходят через активную зону (глубину расширяющегося слоя грунта, в которой изменения влагосодержания чувствительны к факторам окружающей среды, связанным с инфильтрацией и испарением) в расширяющемся грунте и размещаются на жесткой коренной породе или более низком устойчивом слое грунта.Такая система свайного фундамента не только обладает значительной несущей способностью, но и способна эффективно контролировать неравномерную осадку, даже когда механическое поведение неглубокого расширяющегося слоя грунта претерпевает значительные изменения в экстремальных условиях (пучинистость и осадка). В инженерной практике обычно используются два вида свайных фундаментов; а именно, одинарная свая (буронабивная, толкающая свая) (O’Neill, 1988; Poulos & Davis, 1980) или групповой свайный фундамент (винтовая свая, сборная свая) (Экштейн, 1978).Свайный фундамент диаметром более 800 мм обычно заливается на месте. В некоторых вариантах для увеличения несущей способности свайного фундамента применяют раструбную сваю, расширяющуюся на конце. Для повышения прочности группового свайного фундамента используются балки, соединяющие вершину сваи, образуя систему фундамента из свайных балок. Такая свайная система более надежна для предотвращения неравномерной осадки и наклона надстройки.

Конструкция свайного фундамента обычно основывается на механике насыщенного грунта с учетом осушенного состояния (действующее напряжение).Однако в большинстве случаев грунт вокруг сваи находится в ненасыщенном состоянии. Всасывание расширяющихся грунтов на месте значительно влияет на механическое поведение свай. Механизм передачи нагрузки свайного фундамента чувствителен к изменениям всасывания грунта, связанным с факторами внешней среды (т. е. с инфильтрацией и испарением воды).

Как показано на рис. 1, при испарении матричный отсос в активной зоне увеличивается по сравнению с гидростатическим матричным профилем отсоса.Наоборот, при инфильтрации всасывание матрикса в активной зоне уменьшается.

Рис. 1. Изменение матричного профиля всасывания в типичном ненасыщенном расширяющемся грунте под влиянием факторов окружающей среды.

Для одиночной сваи, установленной в расширяющемся грунте, изменения в механизме передачи нагрузки до и после инфильтрации показаны на рис. 2. До инфильтрации положительное трение распределяется по всей длине сваи и воспринимает верхнюю нагрузку вдоль с конечной несущей способностью (как показано на рис.2А). По мере инфильтрации воды в активную зону (как показано на рис. 2Б) изменения в основном происходят в трех аспектах: в вертикальном направлении объемное расширение расширяющегося грунта вызывает пучение грунта. В горизонтальном направлении ограниченное объемное расширение создает боковое давление набухания. Прочностные характеристики границы раздела свая-грунт изменяются из-за изменений влагосодержания (матричного всасывания) окружающего грунта. Благодаря этим изменениям в активной зоне (глубина, на которую влияет инфильтрация воды) вместе со сваей возникает трение опрокидывания в результате смещения сваи с прилегающим грунтом (т.д., грунт вспучивается и перемещается вверх относительно сваи). Величина подъемного трения определяется увеличением бокового давления грунта с учетом вклада бокового давления набухания и зависящих от содержания воды (матричного всасывания) прочностных свойств поверхности раздела. Свая под легко нагруженной конструкцией может подняться из-за вклада трения подъема. Как только свая движется вверх, в устойчивой зоне возникает отрицательное трение, и несущая способность основания сваи значительно снижается.Чистый вклад, который возникает из-за отрицательного трения вала, несущей способности вала и приложенной нагрузки, в совокупности уравновешивает повышенное трение подъемного вала.

Рис. 2. Изменение механического поведения сваи в расширяющемся грунте до и после инфильтрации. (A) До инфильтрации (B) после инфильтрации.

Сваи в качестве фундамента обычно проникают через активную зону и опираются на коренные породы или проникают в слои грунта с более высокой жесткостью. Другими словами, механическое поведение грунта под концом сваи больше не зависит от сезонных изменений влажности. Изменения в механизме передачи нагрузки сваи при инфильтрации в основном связаны с изменением трения вала в активной зоне. Трение вала в активной зоне определяется четырьмя факторами, включая чистое нормальное напряжение (боковое давление грунта), всасывание матрицы, прочностные характеристики поверхности раздела и относительное смещение сваи-грунта. В процессе инфильтрации мобилизация бокового давления набухания может добавить приращение к боковому давлению грунта из-за удельного веса грунта и дополнительной нагрузки.Свойства прочности на сдвиг на границе раздела свая-грунт снижаются с уменьшением всасывания матрицы. Вздутие грунта также изменяет относительное смещение сваи и грунта.

Принимая во внимание эти изменения, связанные с процессом инфильтрации воды, традиционный метод кривой передачи нагрузки для анализа механизма передачи нагрузки сваи был модифицирован для расширения их применения в расширяющихся грунтах. Предлагаемые методы проверяются с использованием тематических исследований из опубликованной литературы. Результаты этих исследований предполагают, что есть разумные сравнения между измеренными и предсказанными результатами.Предлагаемые методы являются простыми, но мощными инструментами для оценки механического поведения одиночной сваи в расширяющемся грунте при инфильтрации воды, которые помогают инженерам-геотехникам обеспечить рациональное проектирование свайных фундаментов в различных регионах мира с расширяющимся грунтом.

Обширные почвы и повреждения домов, как свести к минимуму

Экспансивные почвы набухают при намокании и сжимаются при высыхании. В большинстве лет они нанесут ущерб большему количеству домов в Соединенных Штатах, чем землетрясения, наводнения, ураганы и торнадо вместе взятые.К сожалению, страховые полисы домовладельцев не покрывают ущерб от обширных почв.

Как бы странно это ни звучало, первое соображение при определении того, является ли дом структурно прочным, основано на том, на каком грунте построен дом и есть ли какие-либо «геотехнические» проблемы.

Домовладельцы и покупатели

  1. Что такое экспансивные почвы
    • Как узнать, есть ли у вас обширные почвы
    • Источники влаги
  2. Почему экспансивные почвы наносят ущерб
  3. Признаки расширяющихся грунтов
  4. Как быть активным; Снижение влажности

25% всех домов в США трескаются или повреждаются из-за обширных почв

По оценкам, в США более половины всех домов построены на неустойчивых или проблемных почвах, и половина этих домов в той или иной форме будет иметь повреждения или структурные проблемы.По данным Общества инженеров-строителей, в основном 1 из 4 домов подвергается некоторому повреждению. К счастью, большинство этих проблем можно уменьшить или избежать, если владелец проявит инициативу

.

1. Что такое экспансивные грунты

Экспансивные почвы — это почвы, характеризующиеся наличием набухающих глинистых минералов, способных поглощать значительное количество молекул воды. Это почва, которая подвержена большим изменениям объема, набуханию и усадке, которые напрямую связаны с изменениями содержания воды.

  • Когда обширные почвы набирают влагу, они расширяются или набухают
  • Когда расширяющиеся почвы теряют влагу, они сжимаются или теряют объем

Как узнать, что почва экспансивная

Существуют различные источники, которые помогут вам определить, есть ли в вашем районе обширные почвы.

  1. Геологические карты, охватывающие всю территорию США, а также карты штата и местные карты, показывающие характеристики почвы в вашем районе.
  2. Внешний вид почвы.
  3. Иногда между фундаментом и грунтом, который оторвался от фундамента, может образоваться зазор. Этот зазор может быть шириной 1/2 дюйма или 1 1/2 дюйма.
  4. Местный строительный отдел часто может решить вопрос о составе почвы в вашем районе.
  5. Геолог, почвовед, подрядчики по земляным работам и другие специалисты, как правило, располагают информацией о местных почвах.

Вы можете видеть или не видеть трещины в расширяющихся грунтах

Различные типы расширяющихся грунтов расширяются в различных объемных соотношениях.Когда почва влажная или в сезон дождей, вы можете не увидеть трещин, а когда почва сухая, например, в жаркое время года или в районах с жарким климатом, вы можете увидеть трещины.

Трещины часто имеют многоугольную форму и могут быть как мелкими, так и глубокими, а в экстремальных условиях могут достигать глубины 30 футов. На фото трещины в грунтах с высоким содержанием глины.

Источники влаги

2. Почему экспансивные почвы наносят ущерб

Если фундамент сдвинется или будет поврежден, конструкция поверх фундамента может быть повреждена.Ущерб может варьироваться от нескольких незначительных трещин или проблем до дорогостоящих и серьезных структурных проблем.

  • В некоторых районах расширяющиеся грунты могут нанести значительный ущерб фундаменту, поскольку существуют типы расширяющихся грунтов, которые могут оказывать на фундамент подъемное давление до 5500 (PSF) фунтов на квадратный фут. Это может легко треснуть или повредить фундамент.
  • Может расширить почву вверх под фундаментом на 6 или 8 дюймов. Это приведет к наклону полов, а также к множеству других проблем с домом.
  • Обширные почвы могут поднять одну сторону или один конец дома, но не другой.

Слишком влажная глинистая почва

Если глинистая почва становится чрезмерно влажной и приобретает консистенцию, близкую к глинистой, она теряет большую часть своей способности выдерживать вес фундамента и дома. Так же, как когда вы идете по грязной местности, ваши ноги погружаются в грязь; дом делает то же самое, если глинистая почва становится слишком влажной. Поэтому очень важно, чтобы планировка вокруг дома была спроектирована таким образом, чтобы сток дождевой воды быстро рассеивался.

Сезонные изменения и спринклерные системы

Смена сезонов часто приводит к влажным и засушливым периодам, когда почва может быть влажной в течение нескольких месяцев, а затем высыхать в течение нескольких месяцев, что приводит к тому, что фундамент или плита поднимаются или поднимаются в течение сезона дождей, а затем опускаются или сжимаются в течение нескольких месяцев. Эти сезонные циклы движения вверх и вниз (вздутие и усадка) повреждают бетон, хрупкий и негибкий по своей природе материал. Теперь продолжайте это в течение многих лет, и легко увидеть, как происходит повреждение.

Еще одна вещь, которая происходит, это то, что каждый раз, когда фундамент поднимается, а затем опускается обратно, он не полностью опускается в исходное положение, поэтому он поднимается лишь немного выше, чем в прошлом цикле. Во-вторых, весь фундамент не опускается равномерно, а имеет высокие и низкие участки, что приводит к наклону или наклону фундамента в некоторых местах или растрескиванию из-за нагрузки от неровной опоры грунта.

Неравномерное движение (неравномерное движение) также может быть вызвано дифференциальным набуханием из-за карманов влажной почвы рядом с участками сухой почвы.Этому могут способствовать дождевальная система, плантаторы или особенности ландшафтного дизайна. Если дом имеет тропический ландшафт на одном конце, который требует много воды, и ландшафт пустынного типа на другом конце, то высота на одном конце может отличаться на дюйм или больше, чем на другом конце.

Различные области фундамента могут подвергаться большему движению, чем другие. Углы являются одной из таких областей, поскольку в углах на фундамент ложится меньшая нагрузка, чем в других областях. Если угловой участок имеет меньший вес, то обширным грунтам легче поднять угловой участок и расколоть или прогнуть фундамент.

  Фундамент старых домов больше подвижен, чем новых домов

В старых домах обычно больше доказательств или повреждений из-за переезда, чем в новых домах. Старые дома:

  • Подвергается большему количеству сезонных циклов, чем новые дома
  • Изменения в ландшафтном дизайне могли изменить планировку вокруг дома
  • Фундаменты и фундаменты в новых домах лучше спроектированы для почвенных условий

Плиты и стены подвала

Дома, построенные на бетонных плитах, как правило, испытывают больше движений на первых 5 футах или около того по периметру, чем на внутренних участках плиты. Во внутренние части плиты проникает меньше влаги.

Стены подвала часто имеют трещины, что может привести к проникновению влаги через стены. Экспансивные почвы могут повредить стены так же, как и фундаменты; поэтому разумно держать влагу подальше от дома.

3. Признаки расширяющихся грунтов

Существует ряд желтых или красных флажков, указывающих на то, что в вашем доме могут быть проблемы, прямо или косвенно связанные с обширными почвами.

  1. Трещины в фундаменте или стенах подвала
  2. Отсыпание грунта от фундамента в засушливые сезоны
  3. Наклонные полы
  4. Губчатые полы
  5. Двери и окна, которые трутся или прилипают
  6. Самозакрывающиеся или открывающиеся двери
  7. Зазоры сверху, снизу или сбоку дверей
  8. Зазоры гаражных ворот в нижних углах
  9. Трещины в гипсокартоне / некоторые открываются и закрываются в зависимости от сезона
  10. Трещины от штукатурки
  11. Кирпичная облицовка на наружных трещинах
  12. Провалы или волнистые крыши

Обратите внимание, что некоторые из этих предупреждающих знаков могут быть вызваны другими проблемами, а не обширными почвами.

4. Решение проблем с влажностью

Домовладельцы или покупатели могут избежать или свести к минимуму ущерб от обширных почв, контролируя содержание влаги в почвах.

Предотвращение повреждений – Вещи, которые могут помочь

  • Имеют желоба и водостоки
  • Растения рядом с фундаментом нуждаются в поливе, чтобы их можно было контролировать
  • Линия конденсата кондиционера не должна выходить рядом с фундаментом
  • Спринклерные системы должны быть рассчитаны по времени и не должны быть залиты
  • Ландшафтный дизайн, джунгли, пышные тропики и ландшафт пустыни
  • Деревья и проседание (Читать)
  • Дренаж должен быть вдали от дома
  • Сосед сливает воду на территорию рядом с одной стороной вашего дома
  • Системы полива фундамента

В различных районах Техаса или других штатов с очень высоким содержанием глины в почве есть владельцы домов, у которых может быть спринклерная система, отдельная от их основной спринклерной системы, которая орошает только участки возле фундамента по периметру дома. У них может быть капельная система, установленная на расстоянии от 18 до 24 дюймов от фундамента, настроенная на таймер или даже подключенная к измерителю влажности почвы, который включает капельную систему, когда влажность почвы падает ниже определенной точки. Другие домовладельцы могут проложить шланг для замачивания вокруг своего фундамента и вручную включать и выключать его.

Это делается для того, чтобы поддерживать постоянное содержание влаги в почве вокруг фундамента, избегая очень сухих и влажных циклов, вызывающих набухание и усадку почвы.

Итог

Инженеры, инспекторы и подрядчики часто упоминают «экспансивные грунты» при обсуждении движения грунта, структурных проблем, трещин и проблем с фундаментом. Причина в том, что в строительстве и в структурной устойчивости дома экспансивные почвы могут играть важную роль.

Структурная проверка. Раз в год или два осматривайте свой дом, как внутри, так и снаружи, на наличие потенциальных проблем, которые могут быть связаны с обширными почвами. Проверьте наличие «красных или желтых флажков», поскольку они могут быть ранними признаками будущих проблем.

Будьте активны. Лучше сделать что-то по дому сейчас, чтобы избежать или уменьшить ущерб в будущем, вызванный обширными почвами.


Что такое экспансивные почвы и какой ущерб они могут нанести?

Что такое экспансивные почвы и какой ущерб они могут причинить?

Экспансивные почвенные глины состоят из пластинчатых частиц, меньших, чем можно увидеть глазом, которые поглощают влагу между пластинами и могут расширяться до более чем 100% от первоначального размера во влажном состоянии.Это «давление набухания» между частицами может выталкивать и давать трещины в бетонных плитах, подъездных путях и стенах, которые имеют меньший вес, чем давление грунта. При высыхании этих же почв происходит обратный процесс и возникает усадка.

Плиты перекрытий зданий и перекрытий подвержены влиянию расширения грунта снаружи внутрь. По мере того, как грунты по краям конструкции становятся влажными из-за просачивания воды, они вздымаются относительно середины конструкции. Этот процесс называется «скручивание краев». Со временем нижняя сторона плит перекрытия впитывает воду из почвы, как промокательная бумага, и вызывает эффект вздутия в середине плиты, называемый «куполом».На это могут уйти годы.

Какие есть строительные решения с расширяющимся грунтом?

Решение состоит в том, чтобы поддерживать в почве постоянную влажность. Внезапное увеличение количества осадков и орошение ландшафта может быть вредным, как и высыхание почвы из-за отсутствия осадков или орошения. Перед строительством образцы почвы тестируются в лаборатории, чтобы определить, насколько возможно «набухание», когда конкретная почва насыщена водой. Затем инженеры должны предполагать наихудшие условия влажности почвы, когда они проектируют с учетом расширения и усадки.

Решения ограничены, однако очевидной превентивной мерой является обеспечение того, чтобы вода не скапливалась рядом со зданиями. Участки обычно имеют наклон к улице. Однако строители могут изменить схему дренажа во время строительства или во время озеленения. Строители часто не обеспечивают надлежащие водосточные желоба и контроль дренажа, и вода может стекать с крыш в почву вокруг здания.

Другое решение состоит в замене расширяющихся почв нерасширяющимися песчаными почвами на глубину в несколько футов.Хотя это решение является эффективным в качестве средства правовой защиты, это решение не всегда практично из-за стоимости или доступности недорогих материалов. Экспансивные свойства почвы можно изменить, добавив такие химические вещества, как известь или цемент. Полиуретановую жидкость можно вводить в почву, в результате чего она затвердевает и превращается в материал, похожий на пластик. Однако эти материалы не всегда инертны и могут нанести вред жильцам и ландшафту.

Другим, более широко используемым подходом является поддержка зданий на жестком, сильно армированном фундаменте, называемом плитами «после натяжения». С помощью этого метода стальные арматуры, встроенные в плиты перекрытия и фундаменты, затягиваются после затвердевания бетона, чтобы сделать фундаментные системы более жесткими. Другие средства включают «свайные фундаменты», которые удерживают здание, как большие якоря.

Внешние плиты, такие как пешеходные дорожки, подъездные пути, настилы для патио и настилы для бассейнов, труднее всего проектировать с учетом расширения. Более толстые плиты, армирование, нерасширяющиеся грунты, заделка трещин и предварительное смачивание грунтов — это лишь некоторые из методов, используемых инженерами и строителями с разной степенью эффективности.

Все эти меры увеличивают стоимость проекта, но это стоит того, чтобы получить качественный продукт, который прослужит предполагаемый срок службы.

Что должны делать руководители ассоциаций и домовладельцы с обширными почвами?

Многие инженеры-строители и геотехники предлагают следующее:

  1. Если строительство было недавно завершено, вы можете запросить копию отчета о состоянии почвы у застройщика или генерального подрядчика. В отчете будет указано, насколько обширным является состояние почвы и какие меры были рекомендованы изначально.Если строитель не может или не хочет предоставлять отчет, его можно получить в местном строительном отделе. Кроме того, общая карта, показывающая обширные почвы в долине Феникс, доступна в Интернете по адресу http://www.az.nrcs.usda.gov/technical/soils/shrinkswell.html.
  1. Дренаж! Есть ли хороший дренаж на улицу? Имеются ли водосточные желоба на крыше и сливаются ли они с фундамента конструкции? Есть ли чрезмерная стоячая вода после дождя?
  1. Осмотрите здание, ищите трещины в гипсокартоне внутри, особенно вокруг окон и дверей.Ищите различия в текстуре или краске, которые могут указать, где трещины были заполнены и закрашены. Проверьте, правильно ли открываются двери и окна. Ищите диагональные трещины в штукатурке, воронки и смещающиеся твердые поверхности или трещины в бетоне и асфальте.
  1. Руководители ассоциаций и домовладельцы должны ежегодно осматривать свою собственность на наличие предупреждающих признаков движения почвы. Наша фирма создала ежегодный контрольный список проверок под названием «Оценка качества строительства», который охватывает некоторые из наиболее распространенных проблемных областей и поможет вам определить, могут ли ваш проект или дом иметь строительные дефекты или повреждения из-за обширных почв.

При наличии тревожных сигналов обратитесь за советом к специалисту. Наша юридическая фирма проведет бесплатное расследование лицензированным специалистом для оценки ваших зданий, земельных участков и мест общего пользования, после чего будет подготовлен предварительный отчет с выводами и рекомендациями. Эти усилия помогут совету директоров вашей ассоциации выполнять свои фидуциарные обязанности, оказывая неоценимую услугу.

Строительство дорог из экспансивных глин

При строительстве любого объекта, будь то дорога или фундамент, важнейшей частью процесса является базовый слой.Без прочной и упругой основы все, что вы поставите сверху, будет более подвержено неудачам по мере того, как сдвигается и оседает.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это тип почвы, на которой вы строите. Есть три основных типа почв; песок, ил и глина. Все три типа почвы очень разные, поэтому необходимо иметь представление о том, чем различаются типы почв.

Песок. Песок представляет собой гранулированный материал, состоящий из мелких частиц камня и минералов.

Ил — Ил представляет собой пылевидный осадок, переносимый ветром или водой.Ил состоит из очень мелких каменных и минеральных частиц и имеет очень тонкий и мучнистый вид.

Глина. Глина представляет собой органическую почву с самым высоким содержанием минералов среди других почв. Глина – идеальная почва для выращивания. Глины считаются пластичными, что делает их сложными для строительства.

С учетом различных типов почв и простоты использования при строительстве песок является идеальной почвой. Песок представляет собой небольшие камни, поэтому песок легко уплотняется очень плотно, а затем не меняет форму при попадании в почву воды или чего-либо еще. Лучше всего подходят песчаные почвы, а глинистые – худшие почвы для строительства. Поскольку глинистые почвы пластичны по своей природе, они неустойчивы для строительства. Часто, когда глинистая почва намокает, частицы глины временно или постоянно меняют форму.

Хотя известно, что глинистые почвы очень сложны для строительства, самыми сложными почвами считаются глины с высокой экспансивностью или глины с высокой пластичностью. Эти типы глины очень непредсказуемы и будут расширяться или сжиматься при намокании, а затем часто меняют форму при высыхании.Это приводит к проблемам в процессе строительства, потому что строительной бригаде сложно равномерно уплотнить грунт и сохранить его форму при высыхании. Это также вызывает большие проблемы после строительства в случае, если вода или другая жидкость просачивается в почву, что часто приводит к массовым разрушениям верхнего слоя (например, асфальта, бетона и т. д.), потому что основание сильно сместилось и сдвинуло жесткий слой верхнего покрытия. .

Строительство из расширяющихся глин очень сложно, будь то грунтовые дороги, дороги с твердым покрытием или любые другие фундаментные работы.В то время как варианты обработки обширных глинистых грунтов для грунтовой дороги ограничены, следующие варианты были бы жизнеспособным выбором.

ПОДГОТОВКА ГРУНТОВЫХ ДОРОГ
ПЕРЕРАБОТКА ГРАВИЯ

Обработка расширяющихся глин гравием действует как слой над расширяющейся почвой, чтобы уменьшить количество воды, попадающей в почву, тем самым уменьшая ее теоретическое расширение. Обработка обширных глинистых почв гравием поможет снизить вероятность того, что дорога выйдет из строя из-за того, что она слишком грязная или покрыта колеями, но обработка не будет длиться вечно.В зависимости от климата, степени расширения почвы и использования обработка может длиться от нескольких недель до 6 месяцев. В то время как обработка почвы гравием является простым вариантом, доступным для большинства людей, вариант обработки гравием может накапливаться с течением времени, что делает обслуживание дороги очень дорогим и нестабильным.

ПОЛИМЕРЫ

Стабилизация грунта на полимерной основе является очень популярным методом во всем мире. При использовании полимерного стабилизатора почвы полимер по существу действует как клей и связывает частицы почвы вместе.Полимеры просты в использовании, но требуют большего количества этапов нанесения, обычно включая уплотнение почвы. Полимерная стабилизация грунта эффективна для большинства типов грунтов, но имеет ограниченный срок службы. Тип полимера и грунта сильно влияет на срок службы проекта, но ожидаемый срок службы может составлять 6-18 месяцев. Поскольку расширяющиеся глины часто очень мелкие, полимерам может быть сложно связать вместе такие мелкие частицы.

ОБРАБОТКА ДОРОГ С МОЩНЫМ МАСЛОМ

Варианты для мощеных или покрытых проектов с использованием экспансивных глин немного более распространены и испытаны и проверены.

НАД РАСХОДОМ

Чрезмерные земляные работы — это очень простой процесс, при котором строительная бригада удаляет большую часть, в идеале, всю обширную глинистую почву с локации. Затем пустота будет заполнена стабильным основным крупнозернистым материалом, варьирующимся от импортного песка до заполнителя Типа II. Этот вариант очень распространен, потому что грунт, который мог бы стать причиной всех будущих неприятностей, полностью удаляется. Опция Over Excavation часто очень дорогая и требует много времени из-за того, что весь старый материал необходимо вытащить, а новый нужно вытащить.Затраты увеличиваются не только из-за покупки нового базового грубого материала.

ОБРАБАТЫВАЕМОЕ ЦЕМЕНТОМ ОСНОВАНИЕ

Основание, обработанное цементом или известью (CTB), очень распространено в разных регионах мира. Процесс включает в себя введение небольшой порции цемента или извести в естественную почву, затем уплотнение почвы и затвердевание почвы цементом. Этот процесс часто увеличивает прочность почвы, но также добавляет химическую связь к частицам почвы, что помогает снизить вероятность того, что почва расширится или сожмется по дороге. Основание, обработанное цементом, — это метод, который использовался в течение десятилетий и совершенствовался, что делает его довольно простым в использовании и оперативным. Единственным недостатком обработанной цементом основы является стоимость; стоимость обычно очень высока, так как количество цемента очень велико. Стоимость колеблется от региона к региону в зависимости от стоимости цемента и его доступности, но традиционно стоимость использования обработанной цементом основы может увеличить стоимость на 40% по сравнению с традиционными методами строительства дорог.

ПЕРМА-ЗАЙМ

Другим вариантом как для грунтовых, так и для асфальтированных дорог является Perma-Zyme.Perma-Zyme — это уникальный стабилизатор почвы на основе ферментов. Perma-Zyme работает, взаимодействуя с частицами глины и вызывая электрохимическую реакцию, которая навсегда связывает частицы почвы вместе. В отличие от других вариантов восстановления обширных глинистых почв, Perma-Zyme прослужит более 10 лет при использовании на грунтовых дорогах и более 30 лет при использовании на дорогах с твердым покрытием. Более длительный срок службы обусловлен химической реакцией с частицами глины, которая, естественно, занимает столетия, но Perma-Zyme ускоряет процесс до нескольких дней или недель.

В тех случаях, когда Perma-Zyme используется для восстановления высокорасширяющихся глин. Perma-Zyme работает, связывая каждую частицу глины вместе в почве и связывая все другие объекты в почве. Во время этого процесса форма частиц глины «запирается» и делает почву непроницаемой, поэтому почва не сможет впитывать воду, не расширяясь и не сжимаясь.

После применения Perma-Zyme прочность почвы значительно улучшится.Результаты многих испытаний показали, что R-значение почвы увеличится на 400%. При увеличении прочности на такую ​​величину конструкцию дороги часто можно скорректировать, чтобы уменьшить количество базового слоя или асфальта, что снизит затраты на строительство в геометрической прогрессии.

ЗАВЕРШЕНИЕ

При строительстве из высокорасширяющихся глин важно предпринимать соответствующие шаги. Сегодня на рынке существует множество инструментов и продуктов, которые могут помочь сделать процесс более плавным и создать более долговечные дороги.При работе с глинами с высокой экспансивностью выбор правильного инструмента для правильной работы имеет жизненно важное значение.

%PDF-1.6 % 42 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 42 74 0000000016 00000 н 0000002184 00000 н 0000002247 00000 н 0000002840 00000 н 0000003234 00000 н 0000003612 00000 н 0000004125 00000 н 0000014145 00000 н 0000014237 00000 н 0000014285 00000 н 0000014335 00000 н 0000014389 00000 н 0000014436 00000 н 0000014485 00000 н 0000014535 00000 н 0000014626 00000 н 0000014717 00000 н 0000014808 00000 н 0000014975 00000 н 0000015088 00000 н 0000015701 00000 н 0000018173 00000 н 0000018580 00000 н 0000018970 00000 н 0000019496 00000 н 0000033515 00000 н 0000034265 00000 н 0000034673 00000 н 0000034917 00000 н 0000035131 00000 н 0000035643 00000 н 0000035766 00000 н 0000036113 00000 н 0000036370 00000 н 0000037273 00000 н 0000037384 00000 н 0000037686 00000 н 0000037967 00000 н 0000038945 00000 н 0000038998 00000 н 0000039128 00000 н 0000039184 00000 н 0000039231 00000 н 0000039399 00000 н 0000054641 00000 н 0000054747 00000 н 0000055159 00000 н 0000055329 00000 н 0000056055 00000 н 0000224291 00000 н 0000228585 00000 н 0000360043 00000 н 0000360420 00000 н 0000360469 00000 н 0000363749 00000 н 0000364130 00000 н 0000367857 00000 н 0000367909 00000 н 0000367956 00000 н 0000368124 00000 н 0000368297 00000 н 0000374047 00000 н 0000384466 00000 н 0000384849 00000 н 0000384900 00000 н 0000388805 00000 н 0000389187 00000 н 0000389569 00000 н 0000391832 00000 н 0000392136 00000 н 0000392415 00000 н 0000392608 00000 н 0000392903 00000 н 0000001776 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 115 0 объект >поток xb«c«g`c`[ ̀

4 Общие признаки проблем с фундаментом из-за расширяющихся глинистых грунтов

По правде говоря, когда кто-то строит дом или жилую недвижимость, последнее, о чем он думает, это земля на участке. Тем не менее, тип грунта, на котором вы строите, имеет важное значение для фундамента вашего здания, будущей конструкции и устойчивости. Что такое экспансивная глинистая почва?

Что такое экспансивная глинистая почва?

Это разновидность почвы с высоким содержанием адсорбирующей глины. Экспансивные почвы во влажном состоянии вспучиваются, увеличиваясь в объеме на 10% и более. Еще одна плохая вещь об этих почвах заключается в том, что, когда они сухие, они дают усадку.

Эти две характеристики, усадка и набухание, представляют угрозу для устойчивости фундамента вашего здания, поскольку они могут вызвать значительное напряжение в бетонном фундаменте, тем самым вызывая смещения фундамента и серьезные повреждения вашего здания.Ниже приведены признаки проблем с фундаментом, вызванных обширным глинистым грунтом.

Поднятие фундамента

Одной из серьезных проблем, связанных с экспансивным глинистым грунтом, является вздутие фундамента из-за влаги. Почва расширяется и замерзает по мере того, как в ней собирается влага, вызывая восходящее давление на фундамент. Давление заставляет фундамент подниматься вверх с течением времени.

Оседание или проседание фундамента.

Как было сказано ранее, экспансивная глинистая почва сжимается или набухает в зависимости от количества влаги в почве.Если почве не хватает влаги и она сжимается, есть вероятность, что ваш фундамент может просесть. Любое движение фундамента наносит ущерб устойчивости вашего здания и должно быть немедленно устранено.

Трещины в фундаменте, трещины в стенах или полу.

Когда расширяющиеся грунты расширяются, они оказывают огромное давление на фундамент, вызывая движения и сдвиги, которые вызывают растрескивание фундамента. Если эти сдвиги сохраняются, они могут распространить эти трещины на стены и пол.

Двери не закрываются должным образом.

Известно, что двери могут заедать в сезон повышенной влажности. Однако прилипание в межсезонье показывает, что могут быть проблемы с фундаментом из-за обширной глинистой почвы.

Эти знаки могут нанести большой ущерб, если их игнорировать. Если вы заметили какую-либо проблему с фундаментом, не стесняйтесь вызывать профессионала для осмотра и ремонта вашей собственности. Приходите к нам на ремонт фундамента Steady House

Состояние почвы — Домовладельцы — Сеть ремонта фундамента

Почвы, способные к усадке или набуханию, встречаются на всей территории Соединенных Штатов.Почвы с таким потенциалом усадки/набухания создают серьезные проблемы с эксплуатационными характеристиками зданий, построенных на этих почвах. По мере увеличения содержания воды в почве почва вспучивается и вздымается вверх. По мере того, как содержание воды в почве уменьшается, почва сжимается, а поверхность земли отступает и отрывается от фундамента. Эти проблемы особенно актуальны в домах с неглубоким фундаментом. Видеть Основы фонда.

Обычно дома не строят в районах с идеальным грунтом.Застройщик выбирает землю по разным причинам, которые могут включать доступность, стоимость, близость к промышленным зонам и близость к школам. Основная причина выбора участка для разработки, Конечно, в том, что есть большой спрос со стороны людей, которые хотят купить дома в этом районе, и прибыль может быть получена от продажи домов.

Лучший способ узнать, является ли почва под вашим домом обширной, — это спросить инженера-геотехника. Во многих жилищных комплексах будет подготовлен Отчет о почвах, но это требование варьируется в зависимости от региона страны.

Инженер-геотехник пробурит почву на вашем участке и возьмет образцы, чтобы проверить эти образцы почвы на расширяемость. Эти образцы покажут, насколько экспансивна почва и на какой глубине. Инженер-геотехник предоставит письменный отчет о своих выводах.

Что такое «активная зона»?

От поверхности земли вниз находится глубина, на которой обширные почвы испытывают изменение условий влажности по мере изменения климата (или времени года).Это приводит к усадке или пучиниванию почвы. Эта зона имеет среднюю глубину 18 футов.

На неглубокий фундамент больше влияют почва и климат, чем на глубокий фундамент (дополнительную информацию о мелкозаглубленных фундаментах см. в разделе «Основы фундамента»).

Типы почвы:

Вот обзор типов почвы:

Расширенные глинистые почвы

Расширяющиеся глины будут набухать/вспучиваться при намокании и сжиматься/уплотняться при высыхании.Если система фундамента находится в активной зоне (мелкозаглубленный фундамент), фундамент будет перемещаться по мере изменения условий влажности в активной зоне.

Выберите насыпь/суглинок

Избранная насыпь обычно определяется как супесчаная, малоизменяющаяся при колебаниях влажности. Правильно построенная строительная подушка с выбранным наполнителем/суглеземом будет поддерживать фундамент. Проблемы могут возникнуть, если произойдет эрозия, которая изменяет несущую способность почвы.

Песок

Песок не изменится при изменении условий влажности. Однако песок может разрушаться, если дренаж вокруг участка позволяет воде проникать под фундамент. Песок также может попасть в трещину, образовавшуюся в результате высыхания почвы, и вызвать дрейф фундамента (движение по горизонтали).

Камень

Горная порода может немного разрушаться и расширяться только в том случае, если это сланец низкой плотности.В некоторых условиях склона трещины/разломы в породе могут привести к скольжению и обрушению, если они не будут должным образом закреплены анкерными анкерами.

Когда конструкция поддерживается различными почвенными условиями, дом может перемещаться по-разному. Например, если одна половина фундамента опирается на экспансивную глину, а другая половина опирается на выбранную насыпь и/или скалу, количество сезонных перемещений будет варьироваться от одной половины на другую половину. Если система фундамента спроектирована неправильно, дифференциальное движение может привести к повреждению фундамента и конструкции.

Много раз строительные подушки будут вырезаны и/или засыпаны, чтобы несущий грунт был одного типа.

Прочие ресурсы

Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США, ранее называвшаяся Службой охраны почв, уже 100 лет публикует исследования почв. Исследование почвы содержит карты и описание каждой основной почвы в районе исследования.

Сервисные центры Министерства сельского хозяйства США спроектированы как единое место, где клиенты могут получить доступ к услугам, предоставляемым Агентством сельскохозяйственных услуг, Службой охраны природных ресурсов и агентствами по развитию сельских районов.На этом веб-сайте будет указан адрес службы USDA. Центр и другие офисы Агентства в вашем регионе, а также информацию о том, как с ними связаться.

Вы можете найти ближайший к вам центр, нажав здесь:

http://offices.usda.gov/scripts/ndISAPI.dll/oip_public/USA_map

Построить дом? Вы можете ожидать, что что-то пойдет не так, но вы ожидаете, что ваш строитель построит ваш дом на твердом основании, верно? Не будь так уверен.

Прочтите этот отрывок из книги Терренса Ноланда «Десять вещей, о которых вам не расскажет ваш домостроитель»:

Рост населения и разрастание городов привели к тому, что во многих районах осталось не так много земли под жилую застройку. «То, что осталось, не очень хорошо», — говорит Дэниел Г. Ноулер, старший менеджер по взаимодействию в компании Navigant Consulting, специализирующейся на спорах в сфере строительства. Многие дома строятся на обширной почве — земле, которая набухает во время дождя — без надлежащих мер безопасности.В середине 1994 года, вскоре после того, как Джон Даффи и его семья переехали в свой дом стоимостью 234 000 долларов в Хайлендс-Ранч, штат Колорадо, в стенах начали появляться длинные трещины, а крыльцо начало отдаляться от дома. После того, как Даффи выпросил у своего строителя отчет о состоянии почвы, Даффи узнал, что его участок был горячей точкой для потенциальной зыби. Застройщику Writer Homes было приказано выплатить Даффи 544 000 долларов. Джон Палмери, поверенный писателя, говорит, что компания предложила отремонтировать дом Даффи, но «они были настроены обратиться в суд».

Вспучивание почвы — не единственная проблема.В марте 1998 года четыре дома на склоне холма, построенные на месте древнего оползня в Лагуна-Нигел, Калифорния, рухнули после того, как неустойчивый грунт просел. В начале 1999 года Capital Pacific Homes (купившая строителя Дж. М. Питерса), По словам Эндрю Курца, адвоката ассоциации, застройщик участка, компания по планировке и инженерная компания, которая проверила почву, согласились выплатить около 35 миллионов долларов домовладельцам, ассоциации домовладельцев и людям, чьи квартиры у подножия склона также были разрушены. .Столица Пасифик отказался от комментариев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.