Что такое пучинистые грунты: Что такое пучинистые грунты

Содержание

Продукция ПЕНОПЛЭКС® для промышленного и гражданского строительства

Высококачественные плиты ПЕНОПЛЭКС^® широко применяются для устройства теплоизоляционных слоев в дорожном полотне, возводимом на пучнистых грунтах.

Решение проблем деформаций пучения с помощью плит ПЕНОПЛЭКС

^®

Напомним, что морозным пучением называется деформация увлажненного пучинистого грунта под воздействием отрицательной температуры в связи с особенностью воды расширяться при переходе в твердую фазу — лед.

К пучинистым грунтам относятся: глина, пылеватые суглинки, пески мелкой фракции. Применение ПЕНОПЛЭКС^® в строительстве автомобильных дорог позволяет снижать деформации пучения при промерзании конструкции, в которой в пределах глубины промерзания имеются пучинистые грунты.

Сравним схемы устройства дорожной насыпи на пучинистом грунте без применения теплоизоляционного слоя и с использованием плит ПЕНОПЛЭКС^®

Схема расположения насыпи на пучинистом грунте без теплоизоляционного слоя

При отсутствии утепления или при недостаточном слое дорожной насыпи пучинистый грунт основания попадает в зону воздействия отрицательных температур. Это что может вызвать некоторые деформации дорожной конструкции (например, образование трещин, усадок и выемок). Деформации, как правило, не равномерные.

Основная особенность данной деформации – увеличение объема пучинистого грунта основания.

Схема расположения насыпи на пучинистом грунте с ПЕНОПЛЭКС^®

Основная работа теплоизоляционного ковра в дорожной конструкции – уменьшение глубины сезонного промерзания в зоне расположения ковровой теплоизоляции. Благодаря этому возможно «оттянуть» кривую промерзания, доведя ее до зоны расположения слоя непучинистого насыпного грунта в дорожной конструкции.

Технологический процесс обустройства дорожного полотна на пучинистых грунтах с применением ПЕНОПЛЭКС

^®

ФГУП СОЮЗДОРНИИ разработана «Технологическая карта по устройству теплоизоляционного слоя дорожной одежды из плит ПЕНОПЛЭКС^®».

Технологический процесс включает в себя следующие работы:

Планировка и уплотнение земляного полотна:

Отсыпка и уплотнение подстилающего слоя из песка;

Укладка плит ПЕНОПЛЭКС вручную в соответствии со схемами раскладки:

Закрепление крайних рядов плит металлическими штырями диаметром 6–8 и длиной 400 мм:

Засыпка по способу «от себя»:

Распределение песка бульдозером или грейдером:

Уплотнение.

Эффект применения плит ПЕНОПЛЭКС

^® в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях для снижения воздействия морозного пучения

Уменьшение объема дорогостоящих материалов, используемых в дорожной одежде для обеспечения ее морозоустойчивости.
Возможность использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов без их замены.
Увеличение срока службы конструкции вследствие исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения.
Возможность понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют нормативные ограничения по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли

Понижение расчетной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет снижения влагонакопления при процессе морозного пучения.
Снижение требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды.
Сокращение эксплуатационных затрат на содержание дороги.

Объекты дорожного строительства с применением ПЕНОПЛЭКС

^® на пучинистых грунтах

Автомагистраль М-2 «Крым» на участке Серпухов-Тула. Работы проводились в 2000 году.

Плотный асфальтобетон типа «А» I марки – 6 см
Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 6 см
Пористый асфальтобетон II марки – 11 см
Щебенисто-песчаная смесь, укрепленная цементом – 24 см

Щебень, уложенный по способу заклинки – 15 см
Песок – 35 см
ПЕНОПЛЭКС^® – 4,5-8 см

Соединительная автодорога между магистралями Москва–Киев и Калуга–Тула (Калужская область). Участок построен в 2001 году.

Поверхностная обработка черным щебнем
Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 5 см
Пористый асфальтобетон I марки – 7 см
Пористый мелкозернистый асфальтобетон – 8 cм
Фракционный щебень – 35 см
Песок мелкий – 40 см
ПЕНОПЛЭКС^® – 4 см
Песок мелкий – 20 см

Автомагистраль М-4 «Дон» в районе города Кашира Московской области. Построено в 2000 году.

Плотный асфальтобетон типа «А» I марки – 6 см
Плотный асфальтобетон типа «Б» I марки – 6 см
Пористый асфальтобетон I марки – 10 см
Щебенисто-песчаная смесь, укрепленная цементом –- 25 см
Втапливание щебня М-400 – 10 cм
Песок – 22 см
ПЕНОПЛЭКС^® 45 – 8 см
Песок (выравнивающий слой) – 10 см

Как определить тип грунта. Как определить пучинистый грунт

Любое строительство начинается с исследования грунта. На уже застроенной территории этот этап можно пропустить и воспользоваться результатами исследований, проведенных для других построек. Но часто застройка участка начинается именно с гаража. Хороший пример – каркасный гараж-дом, который был построен нами в качестве склада стройматериалов и временного жилища для строителей.

Нужно хорошо представлять, на каком грунте вы строите гараж. Исходя из его свойств выбирается тип и рассчитываются параметры фундамента. Неправильно спроектированный фундамент в лучшем случае может обойтись дороже, чем это необходимо, а в худшем – разрушиться.

Пучение грунта – одна из самых серьёзных опасностей, подстерегающих построенные без проведения должных исследований фундаменты. Впрочем, о неправильной усадке тоже не стоит забывать.

Таблица для определения степени пучинистости грунта. Z – величина, показывающая на сколько метров уровень грунтовых вод находится ниже глубины промерзания

Если вы не хотите воспользоваться услугами специалистов, для начала придётся выкопать на месте будущей постройки яму два метра глубиной с аккуратными вертикальными стенками. Так вы сможете визуально определить тип грунта. Кроме того, вы можете провести простой эксперимент, который поможет развеять ваши сомнения, если они у вас будут.

Берёте горсть грунта и добавляете в неё воды. Скатываете «сосиску» и, внимание, самый ответственный момент, сворачивате из неё бублик. В зависимости от того, что произошло с «сосиской», делаем выводы:

Получился отличный бублик – это глина;
«Сосиска» развалилась на несколько частей – суглинок;
«Сосиска» рассыпалась на мелкие части – супесь;
Не получилось даже сделать «сосиску» – песок.

Если на дворе осень, заодно с типом грунта вы можете определить уровень подземных вод. Хуже всего, если на дне ямы появилась вода. Если сухо – лучше всего воспользоваться ручным буром, и увеличить глубину своих знаний об уровне грунтовых вод еще метра на полтора-два. Воды не видно – до грунтовых вод достаточно далеко и вы даже можете сделать подвал или погреб.

Эта таблица поможет определить, какая глубина фундамента для гаража требуется

Но нас интересует не абсолютное значение уровня грунтовых вод, а то, насколько он находится ниже глубины промерзания. Глубина промерзания – величина нормативная, и определяется из таблицы. Тут стоит учесть, что зимы в последнее время стали мягче, чем раньше, но раз в несколько лет выпадает наоборот, более суровая. Так что если в расчётах предусмотрите дополнительный запас – не ошибётесь.

Не забывайте о том, что сделать фундамент на пучинистом грунте будет гораздо проще, если вы сможет уменьшить воздействие на грунт факторов, вызывающих пучение. Например, сделаете дренаж и утеплите отмостку.

При промерзании грунта, влага из замерзших слоёв выдавливается вниз. И если она не успевает выдавливаться, как раз и происходит пучение.

https://stroy-frost.ru/blog/kak-luchshe-zalit-lentochnyj-fundament-raschyot/

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.

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:

Как определить пучинистость грунта?

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.

Таблица для определения степени пучинистости грунта. Z — величина, показывающая на сколько метров уровень грунтовых вод находится ниже глубины промерзания

Получился отличный бублик – это глина;
«Сосиска» развалилась на несколько частей – суглинок;
«Сосиска» рассыпалась на мелкие части – супесь;
Не получилось даже сделать «сосиску» — песок.

Эта таблица поможет определить, какая глубина фундамента для гаража требуется

Усадка фундамента

Расчётное сопротивление грунта поможет определить минимальную площадь фундамента для гаража

Как своими силами определить пучинистость грунта

Явления пучинистости грунта – очень опасные для фундаментов малоэтажных зданий процессы. Возникают они во влажных и влагонасыщенных пылеватых, мелкопесчаных и глинистых грунтах (глинах, суглинках, супесях) при их сезонном промерзании. Насыщенная водой масса при замерзании увеличивается. Это увеличение грунта называют морозным пучением грунта .

В глинах или мелких песках вода, из-за капиллярного эффекта, поднимается от уровня залегания грунтовых вод.

Поднятие воды достигает:

— в песках пылеватых – 0,51,1м;
— в супесях – 11,8м;
— в суглинках – 45,5м.

В крупнозернистых песках, гальке, щебне, гравии капиллярный эффект отсутствует, т.е. вода не поднимается, а грунт остаётся влажным строго на уровне грунтовых вод. Такие грунты считаются непучинистыми.

По степени пучинистости грунты делятся на:

— слабопучинистые – пучение около 4%;
— среднепучинистые – пучение около 8%;
— сильнопучинистые – пучение около 12%.

Так, при глубине промерзания 1,3м для сильнопучинистого грунта пучение составит: 1,3х12/100=0,16м, т.е. 16см.
Пучинистость грунта зависит как от его состава, так и от уровня подземных вод.

Для того, чтобы определить на участке строительства уровень грунтовых вод (УГВ), необходимо откопать шурф глубиной до 2м. Если, со временем, вода в шурфе отсутствует, то садовым буром бурят скважину ещё на 1,5м. Если вода в скважине появилась, замеряют обычной планкой расстояние от поверхности грунта до УГВ.

Зная тип грунта (который также определяется визуально) и УГВ, можно определить степень пучинистости любого грунта.

Итак, слабопучинистыми грунтами являются грунты, если УГВ находится ниже расчётной глубины сезонного промерзания:

— для пылеватых песков – на 0,5м и менее;
— для супесей — на 1,0м и менее;
— для суглинков – на 1,5м и менее;
— для глин — на 2,0м и менее.

Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если УГВ находится ниже расчётной глубины сезонного промерзания:

— для супесей — на 0,5м и менее;
— для суглинков – на 1,0м и менее;
— для глин – на 1,5м и менее.

Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если УГВ находится ниже расчётной глубины сезонного промерзания:

— для супесей – на 0,3м и менее;
— для суглинков – на 0,7м и менее;
— для глин – на 1,0м и менее.

Следует обратить внимание, что смесь гравия или крупного песка с глиной или пылеватым песком будет в полной мере относиться к пучинистым грунтам.

Пучинистый грунт

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

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 дренаж. 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.

К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 1)

Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.

В этой статье рассмотрены основные типы грунтов — скальный, крупнообломочный, песчаный и глинистый, каждый из которых имеет свои свойства и отличительные признаки.

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

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.

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.

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.

Дата публикации: 27.10.2010 14:27:54

© 2009-2015 «Строй своими руками»
Использование материалов сайта «Строй своими руками » разрешено только при условии размещения активной гипертекстовой ссылки на источник.

Какой фундамент более надежен при строительстве на пучинистых грунтах?

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:

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

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

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

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м 2. 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.

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:

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.
Заложить откосы открытой траншеи гидроизоляций. С этой целью применяется толь, пленка.
Засыпать выемку слоями утрамбованного песка по 20-30 см каждый. Для утрамбовки материал периодически смачивается водой.
Поставить опалубку из любого доступного материала (доска, ламинированная фанера ).
Выстелить на песок гидро защитный барьер.
Сделать армирующий пояс с диаметром прутьев 12 мм.
Залить незаглубленный фундамент бетонным раствором.
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.

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:

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

Источники:

При определенной влажности грунты, промерзая в зимний период, увеличиваются в объеме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания. Этот процесс называют морозным пучением грунта, а грунты — пучинистыми.

Находящиеся в пучинистых грунтах фундаменты подвергаются выпучиванию, т.е. перемещаются вверх, если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы пучения. В результате таких деформаций грунта, в фундаменте возникают нагрузки, приводящие, например, к возникновению трещин в стенах здания и самом фундаменте.

Количественным показателем пучинистости грунта является относительная деформация пучения — Efh.

Сказанное выше подчеркивает необходимость учета морозного пучения при устройстве фундаментов. Тем более, что пучинистые грунты, широко распространены на территории РФ.

Степень пучинистости грунта зависит от типа грунта (глинистый или песчаный), разновидности (гранулометрического состава) грунта и влажности грунта.

Какие бывают типы и разновидности грунтов читайте в статье «Грунты в основании фундаментов».

Грунт увлажняется поверхностными водами и подземными водами. Влажностное состояние обуславливает консистенцию грунта (показатель текучести).

По степени пучинистости грунты подразделяются на:

Непучинистые грунты — грунты, которые не изменяют свой объем и свойства при промерзании-оттаивании. К ним относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, галька, гравий, щебень, пески гравелистые, крупные и средней крупности, крупно- и среднезернистые пески, а также их смеси не содержащие глинистых фракций, при любом уровне безнапорных подземных вод. Практически непучинистыми грунтами могут быть: мелкие и пылеватые пески и глинистые грунты твердой консистенции при глубоком залегании уровня грунтовых вод Относительная деформация пучения таких грунтов — Efh 0,5 Средне пучинистый Мокрые участки — пониженные равнины, котловины, межсклоновые низины, заболоченные места. Грунты влагонасыщенные — увлажняются за счет атмосферных осадков и подземных вод, в том числе верховодки. < 1,5 < 0,5 Сильно пучинистый Степень пучинистости грунта определяется по худшему из двух показателей — степени влажности или значению Z. Например, имеем на участке грунт глинистый, по условиям рельефа определяем степень влажности — грунты сухие. По этому показателю грунт вроде бы можно отнести к слабопучинистому. Но величина Z=1,7 м. (1,7>1,5), и по этому параметру грунт на участке следует отнести к среднепучинистому. В этих же условиях, но при Z=2,5 м. (>2) — этот же грунт будет слабопучинистым. Эта оценка грунта будет весьма приблизительной — степень пучинистости для некоторых разновидностей грунтов будет смещена в неблагоприятную сторону. При залегании под подошвой фундамента (в пределах расчётной глубины промерзания) грунтов различной консистенции степень пучинистости этих грунтов в целом принимается по средневзвешенному значению. Откуда берутся подземные воды и что такое верховодка читайте в статье «Подземные воды, верховодка и фундамент». 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). : Выбор фундамента устойчивого к морозному пучению грунта Предыдущая статья: Грунты в основании фундамента Выбери тип фундамента для своего дома Прочитайте статью Выбор фундамента для частного дома на пучинистом грунте Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.

Как построить фундамент на пучинистых грунтах? 1-4ч.

Приветствую Вас! Мой Читатель и Зритель! Сегодня решил сделать топик о выборе фундамента для забора. Я не придавал этому значение по простой причине… Мне и так все ясно! :))) Самое сложное в этом вопросе не фундамент, а как преподнести Вам информацию? Ведь в таком простом деле для меня, оказалось сложно систематизировать разные критерии влияющие на рациональный выбор.

Для начала мы поговорим о Пучинистых грунтах!…

Грунты по степени пучинистости делятся на:

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

Деформации при глубине промерзания 1,5 м сильнопучинистого грунта составляет 18 см!

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

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 мельче структура грунта, тем выше поднимается влага, тем логичнее отнести его к более пучинистым грунтам.

Степень пучинистости грунта зависит как от 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.

По одному критерию судите сами:

Вес Забора	Парусность забора	Грунты	Пучинистые грунты
Легкие	Низкая	Сильные	Не пучинистые
			Слабопучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
		Нормальные	Не пучинистые
			Слабопучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
		Слабые	Не пучинистые
			Слабопучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
	Высокая	Сильные	Не пучинистые
			Слабопучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
		Нормальные	Не пучинистые
			Слабо пучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
		Слабые	Не пучинистые
			Слабопучинистые
			Среднепучинистые
			Сильнопучинистые
Средние	Аналогично		Аналогично
Тяжелые	Аналогично		Аналогично

Итого 24*3=72 варианта! А если мы введем еще такие показатели как Просадочные грунты или торфяник, Рельеф, Сроки строительства и тд и тп…. !!! Наша геометрическая прогрессия вырастит в десятки раз! И что делать в этой ситуации?

Во времена отсутствия мощных компьютеров, вопрос оптимизации методик расчета был очень важен. Многие данные утрировали. Упрощали. Мало на что влияющие данные вообще не принимались в расчет. Их игнорировали…

Но «любая палка о двух концах»! Если все «малозначащие» данные рассмотреть единовременно, окажется мы приходим к ложному выводу — без них! Это участь нашего Теплотехнического расчета. Он устарел минимум на 20 лет! А Вы… Да да. Именно Вы! По прежнему считаете стены в Онлайн Калькуляторах которые создаются на устаревшей методике! Но не буду отвлекаться 🙂

Я предлагаю другой подход к выбору фундамента. Давайте пойдем по пути не «упрощения», а усложнения! На первый взгляд это кажется парадоксальным. Но Вы же на строительном Блоге «Путь Домой»! Пора бы уже и привыкнуть… 🙂 Ведь наш Путь к Дому не по дороге с теми у кого — как у всех… 🙂

Вот представьте. Нам надо решить какой у нас грунт. Не пучинистый, Слабопучинистый, Среднепучинистый или Сильнопучинистый… Ведь логично стать счастливее, зная что грунт вообще НЕ пучинистый… И для этого надо сделать Геологию. Получить данные по грунту, проанализировать ситуацию по участку… …

Но грунт не существует сам по себе! Он находится в определенных климатических условиях. На него оказывают влияние много других факторов! Новый рельеф (наша деятельность), соседние постройки и их водоотвод, суточный перепад температур и тд и тп. И если мы учтем все эти данные, возникает логичный вопрос. А зачем Геология которая дает очень Очень ОЧЕНЬ… УТРИРОВАННЫЙ ОТВЕТ?! Давайте еще проще и сразу скажем себе…

ВСЕ ГРУНТЫ ПУЧИНИСТЫЕ!

А где ваша логика? Вы разве не видите что в списке

«Не пучинистый, Слабопучинистый, Среднепучинистые или Сильнопучинистый…»

Только одна позиция нормальная? :)))) И логичнее пренебрегать именно ею!

А значит, при выборе фундамента и его Проектировании надо ВСЕГДА предусматривать методы противопучения грунта… Вы все еще упираетесь и верите в своё везение?

Ай-да смотреть видео. Вы заслужили, после прочтения стольких букв… 🙂 И будьте внимательны. Обязательно посмотрите в этом плейлисте все четыре видео о пучинистых грунтах!

На сегодня всё! Заходите в гости! 🙂

С Уважением, Александр Терехов!

Пучинистые грунты как сделать фундамент

Суть проблемы

Давайте вначале разберемся, из-за чего происходит пучение почвы, и какой грунт относится к категории пучинистых.

Наиболее подвержена процессу пучения та почва, в которой имеется большое количество закрытых пор – это глинистый грунт, суглинка и различные супеси. Обычно пучинистость грунта возникает в тех местах, где протекают подземные воды. Когда земля замерзает, она существенно увеличивается в объеме. Существует даже формула, по которой можно точно рассчитать величину пучения: E = (H – h) / h, где Е — это степень пучинистости, Н – высота почвы после пучения, а h – высота грунта до замерзания. Легко понять, что при замерзании 1 м такой земли, она вспучится на 1см.

Фундамент на пучинистой почве

Какую же угрозу таит в себе пучинистый грунт? При неравномерном вспучивании и оттаивании, почва неодинаково воздействует на фундамент, который вследствие этого давления может деформироваться и трескаться. Итогом данного процесса являются:

трещины несущих стен дома;
отслойка и отпадение различных декоративных покрытий;
искривление, вплоть до полного разрушения, перекрытий.

Человек, знающий школьный курс физики, без труда поймет механизм воздействия пучинистого грунта. Если фундамент дома заложен сверху такого грунта, то при промерзании, почва поднимется и начнет выталкивать все, что находится вверху. Казалось бы, можно заложить фундамент ниже уровня промерзания. Но это также не решит проблему, так как грунт не только поднимается вверх, но и растет в ширину, что может привести к непоправимому искривлению каркаса фундамента. Конечно, если в нем мало вертикальных площадей и величина дома солидна, то вряд ли вы что-то заметите. Но если дом невелик, и при его строительстве применялась технология каркасной постройки и т.д., тогда пучинистость может привести к неотвратимым результатам.

Способы решения проблемы

Из-за того, что пучинистый грунт широко распространен на территории нашего региона, специалисты нашли массу способов, чтобы преодолеть данную проблему и использовать пучинистые грунты как сделать фундамент. Вам лишь стоит выбрать наиболее подходящий.

Постройка дренажной системы

Так как основная разрушительная сила при пучинистом грунте — это вода, ее нужно убрать из-под фундамента. Для этого, роется сточный колодец. Он должен быть расположен значительно глубже, чем основание фундамента, от которого под небольшим уклоном вырывается ров или траншея, с глубиной немного больше, чем толщина слоя песка под фундаментом. Затем, в нее ложится специальная гофрированная труба, предварительно обернутая тканью с фильтрующими свойствами, по которой вся вода будет отводиться от фундамента и направляться к колодцу. Также нужно не забыть сделать теплоизоляцию оголовка колодца, так как при замерзании, он может разрушиться.

Дренажная система дома

Еще одним вариантом дренажной системы является ленточный фундамент. Для этого бурятся скважины, также уходящие глубже основания дома, в них вставляются трубы, которые затем засыпаются гравием. В этом случае вода будет уходить не в колодец, а в нижние пласты земли.

Замена пучинистого грунта

Этот способ, наверное, самый радикальный и в то же время требует дополнительных материальных затрат. При нем весь пучинистый грунт вырывается. Образовавшийся котлован должен быть больше по площади и глубже, чем фундамент дома. В него засыпаются песок, гравий или щебень, которые затем плотно утрамбовываются. Эта прослойка создает отличный барьер для воды.

Использование фундамента с коническим сечением

Для этого метода, нужно сделать фундамент в виде усеченного конуса, который сужается кверху. Также сам фундамент требуется прокладывать гораздо ниже промерзающего грунта. Тогда, во время морозов, почва станет подниматься, но так как у нее не будет достаточной площади сцепления с фундаментом, то она просто осыплется по его наклонным поверхностям и не сможет потянуть за собой весь дом.

Теплоизоляция грунта

Обычно данную операцию проводят с целью защиты фундамента от дождевой воды. Но ведь что нам мешает сделать более сильную теплоизоляцию, чтобы предотвратить промерзание грунта и тем самым появление пучинистости?

Теплоизоляция грунта

Тогда почва под фундаментом будет иметь постоянную температуру, и вы сможете забыть об этой проблеме! Как это делается:

вначале следует построить утепленную отмостку, ширина, которой должна быть на 1-1,5 м шире, чем ширина промерзания грунта;
основой отмостки служит хорошо утрамбованный песок. Его следует полить водой, чтобы улучшить слеживание и усадку;
сверху на песок ложится утеплитель. В этих целях используют специальный плотный пенопласт или пенополистирол. Толщина этого слоя зависит от окружающего климата, но в среднем составляет примерно 10 см;
на утеплитель накладывается небольшой слой гидроизоляционного материала. Вы можете использовать прочный полиэтилен либо рубероид. Благо сейчас в строительных магазинах вам могут посоветовать десятки вариантов современной гидроизоляции;
сверху, на этот слой кладут отсев или щебень, а затем заливают бетоном. В качестве остова используют стальные стержни или проволочную сетку, чья толщина не должна превышать 4мм, а размер ячейки 15мм.

Отмостка готова, и теперь вашему фундаменту не страшна вода ни сверху, ни снизу!

Использование плитного фундамента

Этот способ технически не сложен, но достаточно дорогой, ведь его сутью является использование монолитной армированной плиты. При ее толщине более 20 см и качественном армировании, вашему дому не страшны никакие подвижки почвы!

Плитный фундамент

Этапы создания:

вначале стоит выкопать глубокий котлован, чье дно должно быть идеально ровным. Желательно последние 20 см вглубь копать котлован вручную, все время соотносясь с показанием уровня, ведь малейшее углубление может создать дополнительную нагрузку на плиту;
дно котлована засыпается слоем песка или гравия толщиной до 25 см. Это делается для дополнительного отвода воды от плиты;
дальше кладется гидроизоляционный слой, как в случае отмостки. Также можно использовать пенополистирол. Гидроизоляция исключает «подсасывание» воды из почвы и удаляет ненужную влагу при затвердении бетона;
затем начинают непосредственно заливать плиту. Сначала делают опалубку, чья высота должна быть на несколько см выше, уровня будущей плиты. На специальных подставках выкладывают первый пласт армирования, используя проволочную сетку либо уложенные в различных направлениях металлические штифты. На расстоянии до 5см от внешней поверхности плиты делают второй пласт армирования. Все это скрепляется металлической проволокой;
не забудьте провести в толще средства коммуникации – трубы, провода и т.д.;
в опалубку наливается бетон и ваша плита через 3 — 4 недели будет готова.

Использование свай и столбов

Наконец, два последних способа, которые значительно дешевле предыдущих, однако они подходят лишь для домов с небольшой массой (каркасные дома или сооружения из сип-панелей, пенобетона и т.д.).

Использование свай в фундаменте

Вы можете использовать как винтовые сваи, так и специальную армированную конструкцию. В первом случае, сваи вкручивают в землю несколько глубже уровня промерзания почвы. Во втором, в специальные скважины опускают стержень или трубу, сверху обмотанную рубероидом, на которую надет армированный металлический каркас. Рубероид здесь играет роль гидроизоляции. Затем, сваи связываются друг с другом ростверком (металлическая плита или балка, распределяющая всю нагрузку от несущих элементов). Ростверк кладется по периметру фундамента и утепляется. Как утеплитель используют пенополистирол либо пенопласт с нанесением стеклосетки.

Столбы для фундамента

При помощи кирпичных столбов можно сделать фундамент с небольшим углублением, который подойдет для строительства беседки, летней кухни и т.п. Для этого, по периметру будущего строения копаются ямки глубиной до 30см, в которые насыпается слой песка или гравия. Затем в них строятся кирпичные столбы до 50-60 см, соединенные между собой ростверком. Все, фундамент готов!

Видео — Пучинистые грунты как сделать фундамент

Пучинистый грунт это. Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению,

Строительство на пучинистых грунтах. Методы решения проблемы морозного пучения грунтов

Посмотрите видео о строительстве на пучинистых грунтах

Что такое пучинистый грунт?

В чем опасность пучинистого грунта для здания?

Особенности пучинистых грунтов

Факторы, влияющие за силу пучинистости

1. Глубина залегания первого водоносного слоя.

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

3. Типы почв.

Методы решения проблемы морозного пучения при строительстве здания

1. Полная замена грунта в месте строительства здания.

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

3. Круглогодичное отопление здания.

4. Общее утяжеление постройки.

5. Строительство плитного фундамента под дом.

6. Дренаж грунта.

nastroike.com

Пучинистые грунты — Блог Сергея Настаева

≡ 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.

xn--80aagl1bzah.xn--p1ai

Особенности строительства на пучинистых грунтах

Перед строительством загородного дома обязательно нужно провести геологические изыскания на предмет состояния грунта. Без этого не строили дома даже в старину, хотя методы, которыми проводились такие изыскания, были совсем другими.

Сегодня произвести проверку состояния почвы гораздо легче и дешевле, поэтому ни в коем случае ей пренебрегать нельзя. Есть большая вероятность построить свой дом на пучинистом грунте, который принесет вам впоследствии немало проблем. Технология строительства на такой земле должна быть совершенно иной, нежели возведение зданий на нормальном грунте.

Пучинистый грунт – что это такое? И какие проблемы с ним могут быть?

Пучинистый грунт – это слой почвы, который подвергается морозному пучению. Этот тип почв нестабилен. При оттаивании, или наоборот – промерзании, объем грунта изменяется, и тем самым воздействует на основание здания, которое стоит на такой земле. Конечно, это явление пагубно не для всех типов фундаментов, но на дома, построенные на ленточном, столбчатом и плитном типам пучение грунта приносит наибольшее количество проблем.

Характерной особенностью пучинистого грунта является его промерзание и оттаивание, и обычно эти факторы выражаются неравномерно. Например, с южной стороны, весной, грунт оттает быстрее, а зимой — будет медленнее замерзать. Из-за этого возникнет деформация основания строения, и в последующем неизбежно приведет к постепенному разрушению фундамента.

По этой причине, многие специалисты в сфере строительства, поддерживают мнение, что основание дома должно быть достаточно жестким и эффективно способствовать равномерному распределению всех нагрузок. Следовательно, фундамент нужно обязательно армировать.

Но, конечно же, одним только армированием проблему не решить. Необходимо применять и другие методы. Рассмотрим все это по порядку.

Негативное влияние почв на фундамент и стены дома

К сожалению, пучинистый тип грунта встречается на территории России очень часто. Это, так называемые, суглинки, глины, супеси и так далее, в общем, все типы почвы, которые имеют способность удерживать в себе воду. Поэтому важно, при постройке домов, учитывать эти моменты и, самое главное, подобрать соответствующий тип основания здания.

Рассмотрим факторы, значительно влияющие на этот выбор. Это два параметра земельного участка, связанные друг с другом:

ГПГ или глубина промерзания грунта. Если почва будет влажной, то пучение грунта будет происходить на всю ту глубину, на которую он промерзает;
УГВ, или уровень грунтовых вод. Этот фактор влияет на степень увлажненности почв.

Эти два параметра оказывают большое влияние на то, как поведет себя пучинистый грунт в переходные периоды календарного года: с зимы на весну и с осени на зиму.

Довольно часто возникает сложная ситуация, если нужно построить здание на плывуне. В этом случае, обязательно нужно произвести подробную геологоразведку, а впоследствии провести работы по утеплению фундамента и сделать дренажную систему участка, где будет производиться строительство.

Тип фундамента, подходящий при пучинистом грунте

При более тщательном изучении этого вопроса следует, что застройщики в основном всегда рекомендуют углублять подошву фундамента до такого уровня, который находится немного ниже той точке, на которой промерзает почва. Этого же требуют и нормы по проектированию.

Такое заглубление основы дома избавит стены от деформирующих сил пучения, которые действуют только вертикально. Однако, из-за достаточно большой площади боковых поверхностей, на основание здания также будут действовать и силы касательные. Их величина может быть достаточной для того, чтобы поднять фундамент и даже сместить его по горизонтали.

При наличии подобных условий заливается фундамент на насыпном грунте (этот тип не должен быть подвержен пучению) или боковые поверхности основания проходят обработку специальными материалами, которые способны уменьшить сцепление с грунтом.

Но самым распространенным вариантом является постройка дома достаточного веса, способного своей нагрузкой уравновешивать негативное воздействие грунта.

Принципы устройства фундамента на пучинистых грунтах

Из всего, что сказано выше, следует, что не всегда на пучинистом типе грунта будет правильным результат строительства легкой постройки, основанной на заглубленном фундаменте.

В итоге может оказаться так, что здание окажется сильно подверженным силам пучения, а затраченная сумма на возведение такого негодного к эксплуатации фундамента будет довольно велика. Однако, если решено строить здание из кирпича, то уместны будут фундаменты, заглубленные ниже ГПГ.

Приведем несколько примеров и постараемся определить тип фундамента, подходящий в таких условиях:

Тяжелый дом. Здание из пенобетона, кирпича или других подобных материалов, высотой в 3-5 этажей. В этом случае целесообразно использовать фундаменты, которые будут углублены. Решающим условием является УГВ. При очень низком уровне грунтовых вод можно построить заглубленный фундамент, находящийся ниже того уровня, до которого промерзает почва. Это следующие типы фундаментов: ленточный, свайный, плитный. Если геологи обнаружат высокий уровень промерзания и дренаж основания здания не могут позволить выполнить снижение уровня грунтовых вод, то возможен вариант малозаглубленного фундамента, то есть заливают железобетонную плиту.
Легкий дом. Это, в основном, постройки из бруса. В этом случае подходят фундаменты, которые заглублены на малую глубину. Допустимо залить армированную плиту или мелкозаглубленный ленточный фундамент. Второй вариант будет менее затратным. Важный момент заключается в создании жесткой конструкции, которая будет воспринимать местные деформации и распределять их равномерно на здание.

Не стоит упускать из вида возможность замены пучинистого грунта на грунт с лучшими характеристиками. Довольно часто условия, при которых почвы, подверженные пучению, прекратят проявлять свои недостатки, создать проще, чем проводить строительство таком грунте. Эти условия можно достичь путем изменения глубины промерзания земли в меньшую сторону – проложить утеплитель по периметру строящегося дома и организовать систему дренажа.

Условия для строительства на любом участке индивидуальны и сильно отличаются от норм. Обязательно проведите геологоразведку, узнайте характеристики грунта на выбранном вами для строительства участке, и уже после этого, приступайте к возведению дома.

Вам понравилась статья?

Вступайте в наше сообщество ВК. Здесь мы рассматриваем вопросы частного строительства и недвижимости.

nedvio.com

Пучинистый грунт / каркасный дом своими руками

E = (H – h) / h,

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

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

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.

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 грунтаПромерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.
Уровень грунтовых водГрунтовые 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 грунтовМорозное 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 грунтНа 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.

karkasdom.info

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению,

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 грунтеСилы 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 дренаж: 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.

myremdom.ru

Пучинистые грунты — не проблема при правильном подходе

Для возведения фундамента пучинистые грунты являются определенной проблемой, которая подразумевает учет силы воздействия, массы и предполагаемой нагрузки. Это в первую очередь относится к глинистой, пылеватой и мелкозернистой земле. В зимний период вода, находящаяся в слоях почвы, замерзает и вспучивается, причем происходит процесс неравномерно. В связи с этим осадка строения может таить определенную угрозу, приводя к деформациям в несущих конструкциях. В таком случае очень важно правильно устроить фундамент. Свойства грунта оказывают на него непосредственное воздействие, поэтому их следует учитывать в первую очередь.

Сначала выбирается тип фундамента, способный обеспечить надежность всей конструкции. Там, где присутствует пучинистый грунт, если выбрано столбчатое основание для крупногабаритного здания, то нужно закладывать его ниже глубины промерзания почвы. Для частных строений такой вариант не подходит, так как сила пучения способна выдавить фундамент, нагрузка от которого гораздо ниже. В частном строительстве, как правило, выполняются незаглубленные и мелкозаглубленные основания из столбиков.

Что касается ленточного фундамента, то его также допускается устанавливать на пучинистые грунты. Однако мелкозаглубленные варианты разрешается использовать только при глубине промерзания грунта, не превышающей 1,7 метра. В зависимости от пучинистости почвы, выбирается тип ленточного фундамента. На землях со слабой подвижностью можно применять бетонные блоки без жесткого соединения. Однако в остальных случаях требуется жесткая сцепка или монолитный железобетон. Конструкции на основе свай не получили широкого распространения в индивидуальном строительстве, так как подразумевают привлечение специальной техники.

Какие же действия можно произвести, если на участке присутствуют пучинистые грунты? Самый радикальный вариант заключается в том, чтобы вырыть котлован, глубина которого будет превышать уровень промерзания земли. В дальнейшем он засыпается утрамбованным песком, выступающим в качестве прекрасного основания для фундамента. Данный способ можно считать самым надежным, но в таком случае финансовые расходы будут очень серьезными, что в первую очередь обусловлено большим объемом работ.

Другим приемом, способным положительно повлиять на пучинистые грунты, является утепление. Особенно это актуально при возведении легких малозаглубленных строений. Укладывая на землю по периметру фундамента теплоизоляционный материал, можно избежать замерзания этого грунта. Ширина утеплителя должна соответствовать глубине промерзания. Что касается толщины теплоизоляции, то она подбирается индивидуально. Также можно попробовать отвести воду от дома: если не будет ее, то не произойдет вспучивания грунта. Для воплощения этой идеи в жизнь создается дренажная система, способная обеспечить качественный отвод. Таким образом, вода из грунта будет уходить в сторону, не оказывая негативного влияния на почву.

fb.ru

Фундаменты на пучинистых грунтах — какой лучше?

Воздействие давления при пучении на фундамент

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.

к оглавлению ↑

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

к оглавлению ↑

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

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

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.

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

Читайте также: особенности и нюансы прокладки канализации под фундаментом.

к оглавлению ↑

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах

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.
Заложить откосы открытой траншеи гидроизоляций. С этой целью применяется толь, пленка.
Засыпать выемку слоями утрамбованного песка по 20-30 см каждый. Для утрамбовки материал периодически смачивается водой.
Поставить опалубку из любого доступного материала (доска, ламинированная фанера).
Выстелить на песок гидро защитный барьер.
Сделать армирующий пояс с диаметром прутьев 12 мм.
Залить незаглубленный фундамент бетонным раствором.
Заложить второй слой армирующего пояса в незаглубленный фундамент по жидкому раствору (особенность, которую требует только мелкозаглубленный тип основания)

к оглавлению ↑

Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах

Ленточный фундамент с дренажом на пучинистом грунте

Читайте также: как построить столбчатый фундамент из труб?

к оглавлению ↑

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.

Фундамент ТИСЭ на пучинистом грунте

Опалубка для ТИСЭ конструкции делается так:

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

к оглавлению ↑

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.

pofundamenty.ru

Что такое обширная почва?

Здесь, в Dalinghaus Construction Inc., мы много говорим о осадке фундамента и вертикальном подъеме фундамента . Обширные почвы ответственны за оба этих явления.

Что такое обширная почва?

Расширяющийся грунт — это грунт / глина (например, монтмориллонит или бентонит), склонный к расширению или усадке непосредственно из-за изменения объема воды. Расширяющиеся почвы набухают при воздействии большого количества воды и сжимаются при испарении воды.Этот непрерывный цикл от влажной почвы к сухой удерживает почву в постоянном движении, в результате чего сооружения, построенные на этой почве, опускаются или поднимаются неравномерно, что часто требует ремонта фундамента. Обширные почвы состоят в основном из минералов (невероятно мелких частиц) с минимальным содержанием органических веществ или без них, поэтому они невероятно вязкие и их трудно дренировать.

Итак, давайте немного распакуем это. Расширяющийся грунт — это, как правило, глина, которая по своей природе склонна к набуханию и усадке из-за своего химического состава.Это набухание и сжатие напрямую связано с изменениями уровня грунтовых вод.

Мокрый = Развернуть

Сухой = Усадочный

Теперь обширные почвы упоминаются по названиям, в том числе — расширяющаяся почва, расширяющиеся глины, усадочно-набухающие почвы и тяжелые почвы. Оказывается, у грязи чертовски много прыщей.

Ознакомьтесь с нашим исчерпывающим полным руководством по ремонту фундамента.

Просторные почвы содержат минералы, такие как смектитовые глины , которые склонны поглощать большое количество влаги.Когда они набирают воду, они увеличиваются в объеме. Чем больше воды они впитывают, тем больше увеличивается их объем.

* Примечание. Известно, что экспансивные почвы расширяются до 10% и более (и это не редкость). Затем, в более холодных районах великих США, изморозь может расширить воду на целых 9%!

Это изменение объема может оказать достаточно силы и давления на дом или другое строение, чтобы вызвать серьезные косметические и структурные повреждения. Это давление может достигать 5 000 фунтов на фут.

Расширяющиеся почвы также сжимаются, сжимаются при высыхании. Эта усадка может удалить структурную опору из дома или конструкции и привести к разрушительному проседанию. В почве также могут образовываться большие трещины и трещины

Этот повторяющийся цикл набухания и усадки создает серьезную нагрузку на фундамент вашего дома, вызывая либо оседание фундамента, либо его просачивание — и то, и другое со временем усугубится.

Хотя обширные почвы могут быть расположены почти в каждом штате, проблемы, связанные с обширными почвами, являются наиболее серьезными и широко распространенными в Калифорнии, Неваде, Аризоне, Колорадо и других западных / южных штатах.

Интересные факты с Брайаном — Каждый год только в Соединенных Штатах обширные почвы наносят $ 2,3 млрд долларов ущерба домам, дорогам, трубопроводам и другим сооружениям. Это более , дважды ущерба от наводнений, ураганов, торнадо и землетрясений вместе взятых .

Перечень обширных почв включает:

Смектит
Бентонит
Монтмориллонит
Бейделлит
Вермикулит
Аттапульгит
Нонтронит
Хлорит
Педиалит (для после тяжелых ночей, когда другие обширные почвы впитывают жидкость, как губка)

В настоящее время по закону строители должны иметь инженера-геолога (G.E.) подготовить отчет о почвах для определения обширных почв и дать рекомендации строителю построить дом, который будет противостоять обширным почвам.

Инженер может порекомендовать опорную плиту для нового дома, например, или толкающих / спиральных опор , чтобы протолкнуть активную зону почвы до коренных пород для существующего проекта.

Кроме того, эти рекомендации часто включают удаление расширяющихся грунтов, импорт нерасширяющихся грунтов, химическую обработку почвы, пост-напряженный или структурный фундамент пола, желоба и водосточные трубы.

* Примечание — Правильный дренаж является обязательным условием для обширной обработки почвы.

Не уверены, что у вас обширная почва?

В большинстве случаев обширный грунт будет оказывать чрезмерное давление на ваш фундамент, будь то плита на уровне земли, возвышенность, фундамент, пост-натяжение или опора и балка. (Ознакомьтесь с нашим 5 типов жилых фондов, популярных в Америке: краткий базовый обзор .

Это напряжение / давление приводит к появлению признаков и симптомов, которые можно проследить непосредственно до проблем с фундаментом, вызванных экспансивной почвой.Прочтите следующие статьи, чтобы лучше понять признаки и симптомы:

Если вы думаете, что у вас могут быть обширные почвы, и обеспокоены тем, что это может повлиять на ваш дом, здоровье или душевное спокойствие, нажмите на нашу ссылку ниже для БЕСПЛАТНОЙ проверки фундамента, если вы живете в Центральной Аризоне или Южной Калифорнии —

Загрузите Руководство по ремонту фундамента для домовладельцев уже сегодня!

Expansive Soil — обзор

Механическое поведение свай в расширенных грунтах при инфильтрации

Обширные залежи обширных 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 Великобритания из Европы и Австралия из Австралии (Al-Rawas & Qamaruddin, 1998; Chen, 1988; Rao, Reddy, & Muttharam, 2001). Расширяющиеся 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.Пучок или оседание грунта приводят к серьезным повреждениям различной инфраструктуры, построенной на обширной почве, из-за изменений в их естественной влажности и приводят к значительным экономическим потерям для строительной индустрии (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 фундамента для инфраструктуры, размещенной на обширных почвах, обычно предпочтительны свайные фундаменты (Al-Rawas & Goosen, 2006). Как правило, сваи могут использоваться в расширяющихся грунтах как микрошваи в активной зоне или как групповые свайные основания. Микросваи уменьшают волнение грунта в верхнем слое обширной почвы в дополнение к обеспечению поддержки в качестве основы для инфраструктуры, построенной в обширных почвах (Nelson, Chao, Overton, & Nelson, 2015).Как правило, стальные сваи малого диаметра (диаметром 75–250 мм) вставляются в предварительно просверленные отверстия большего диаметра, которые затем заполняются уплотненным песком для улучшения сопротивления трения микровыступов (Nusier & Alawneh, 2004). После инфильтрации вспучивание значительно уменьшается за счет трения, возникающего на границе раздела сваи и грунта. Техника армирования микросваями — рациональный выбор для смягчения повреждений легконагруженных конструкций на тонкослойных расширяющихся грунтах с ограниченным потенциалом набухания.Однако для тяжелых конструкций на толстом расширяющемся грунте с высоким и очень высоким потенциалом набухания обычно отдается предпочтение свайному или групповому свайному фундаменту.

Сваи с высокой прочностью и жесткостью проходят через активную зону (глубина обширного слоя почвы, в котором изменения содержания влаги чувствительны к факторам окружающей среды, связанным с инфильтрацией и испарением) в расширенной почве и размещаются на твердой коренной породе или более низком стабильном слое почвы. Такая система свайного фундамента не только имеет значительную несущую способность, но также может эффективно контролировать неравномерную осадку, даже когда механическое поведение неглубокого расширяющегося слоя почвы претерпевает значительные изменения в экстремальных условиях (вспучивание и оседание).В инженерной практике обычно используются два вида свайных фундаментов; а именно односвайный (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 сценариях для увеличения несущей способности свайного фундамента используется свая с выступом, увеличивающаяся на конце. Для повышения целостности группового свайного фундамента используются опорные балки, связывающие вершину сваи, которые образуют систему фундамента из свайных балок.Такая свайная система более надежна, чтобы предотвратить неравномерную осадку и наклон надстройки.

Расчет свайного фундамента традиционно основан на механике насыщенного грунта в предположении дренированного состояния (эффективного напряжения). Однако в большинстве случаев окружающий сваю грунт находится в ненасыщенном состоянии. Всасывание расширяющихся грунтов на месте существенно влияет на механическое поведение свай. Механизм передачи нагрузки свайного фундамента чувствителен к механическим изменениям всасывания, связанным с факторами окружающей среды (т.е., просачивание и испарение воды).

Как показано на рис. 1, при испарении матричное всасывание в активной зоне увеличивается по сравнению с гидростатическим матричным профилем всасывания. Напротив, всасывание матрикса в активной зоне уменьшается при инфильтрации.

Рис. 1. Изменение профиля всасывания матрикса в типичном ненасыщенном экспансивном 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. Перед проникновением положительное трение распределяется по всей длине сваи и несет верхнюю нагрузку вместе с конечной несущей способностью (как показано на рис. 2А). По мере того, как вода проникает в активную зону (как показано на рис. 2В), изменения в основном происходят в трех аспектах: в вертикальном направлении объемное расширение обширной почвы вызывает вспучивание грунта. В горизонтальном направлении ограниченное объемное расширение создает давление бокового набухания. Прочностные свойства границы раздела сваи и грунта изменяются из-за изменений содержания воды (всасывание матрикса) в окружающем грунте.Из-за этих изменений в активной зоне (глубина, на которую влияет проникновение воды) возникает трение подъема вместе с сваей в результате смещения между сваей и прилегающим грунтом (т. Е. Грунт набухает и перемещается вверх относительно сваи). Величина подъемного трения определяется увеличением бокового давления грунта с учетом вклада бокового давления набухания и свойств прочности поверхности раздела, зависящих от содержания воды (всасывания матрикса). Сваи под легкими нагруженными конструкциями могут подниматься из-за трения подъема.При движении сваи 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 конца и приложенной нагрузки, объединяется, чтобы уравновесить повышенное трение подъемного вала.

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

Сваи в качестве фундамента обычно проходят через активную зону и опираются на коренную породу или проникают в слои почвы с большей жесткостью.Другими словами, на механическое поведение почвы под концом сваи больше не влияют сезонные изменения содержания воды. Изменения в механизме передачи нагрузки сваи при инфильтрации в основном связаны с вариациями трения вала в активной зоне. Трение вала в активной зоне определяется четырьмя факторами, включая чистое нормальное напряжение (боковое давление грунта), всасывающую способность, свойства прочности на сдвиг на границе раздела и относительное смещение сваи и грунта.В процессе инфильтрации мобилизация бокового давления набухания может добавить прирост к боковому давлению грунта из-за веса единицы почвы и дополнительной нагрузки. Прочностные характеристики на сдвиг на границе раздела сваи и грунта снижаются с уменьшением всасывания материала. Пучкование грунта также изменяет относительное смещение сваи и грунта.

Принимая во внимание эти изменения, связанные с процессом инфильтрации воды, традиционный метод кривой распределения нагрузки для анализа механизма передачи нагрузки сваи модифицируется, чтобы расширить его применение в обширных грунтах.Предлагаемые методы проверены на тематических исследованиях из опубликованной литературы. Результаты этих исследований показывают, что есть разумные сравнения между измеренными и прогнозируемыми результатами. Предлагаемые методы представляют собой простые, но мощные инструменты для оценки механического поведения одиночной сваи в обширном грунте при инфильтрации воды, которые позволяют инженерам-геотехникам обеспечить рациональное проектирование свайных фундаментов в различных регионах мира с обширными грунтами.

Глава 7 (продолжение) — NHI-05-037 — Geotech — Мосты и конструкции

Геотехнические аспекты дорожного покрытия Справочное руководство

Глава 7.0 Детали проекта и условия строительства, требующие особого внимания при проектировании (продолжение)

7.5 Условия земляного полотна, требующие особого внимания при проектировании

Принимая во внимание такие переменные, как тип почвы или минералогия вдоль проезжей части, геология (генезис почвы и метод отложения), свойства грунтовых вод и потока делают каждый проект уникальным в отношении условий земляного полотна. Неудивительно, что будут существовать определенные условия, которые не способствуют поддержанию или даже строительству систем дорожного покрытия.В этом разделе представлен обзор условий земляного полотна, требующих особого внимания при проектировании. Эти подземные условия часто носят региональный характер и обычно рассматриваются агентством как проблемные. Некоторые проблемы с фундаментом, такие как просадочные или сильно сжимаемые грунты, расширяющиеся или набухающие грунты, подземные воды и насыщенные грунты, а также чувствительные к морозам почвы, широко распространены по всей территории США и не относятся к одному региону. Например, морозное пучение происходит более чем в половине штатов США.S. и повреждение может быть наиболее серьезным в центральных штатах, где происходит намного больше циклов заморозков, чем в самых северных штатах. В этом разделе также рассматривается идентификация этих широко изменяющихся проблемных условий земляного полотна, а также альтернативы проектирования и строительства для достижения адекватного фундамента, на котором можно построить конструкцию дорожного покрытия.

Большинство условий земляного полотна, представленных в этом разделе, можно предвидеть с помощью полной программы разведки, как описано в Главе 4, и смягчить или, по крайней мере, минимизировать с помощью хорошо продуманных проектов.Выявив такие проблемы земляного полотна на стадии проектирования или даже возможность возникновения таких проблем во время трассы, можно разработать альтернативные конструкции. Затем альтернативные конструкции могут быть помещены в тендерные документы с четко обозначенными индикаторами, показывающими, где эти альтернативы должны быть рассмотрены, а затем реализованы, если и где такие условия встречаются. Когда эти особые условия земляного полотна не учитываются при проектировании, они часто выявляются во время строительства, что обычно приводит к претензиям и перерасходам.Тем не менее, выявление проблем в строительстве все же в некоторой степени удачно, учитывая то влияние, которое такие проблемы могут иметь на характеристики дорожного покрытия. Если условия грунта, описанные в этом разделе, остаются незамеченными, обычно снижается эксплуатационная пригодность, что обычно приводит к преждевременной локальной реабилитации или, что не редкость, к реконструкции дорожного покрытия в течение первых нескольких лет периода эксплуатации покрытия.

7.5.1 Типы проблемных почв

Очевидно, тротуар должен быть построен из любого материала и любого естественного состояния.Прочность и стабильность некоторых грунтов могут создавать проблемы во время строительства и, безусловно, могут повлиять на долговременные характеристики дорожного покрытия в течение его срока службы. Чтобы правильно обсудить эти потенциальные проблемы, необходимо определить некоторые термины, относящиеся к проблемной минералогии (Sowers, 1979). Некоторые из терминов являются истинной геологической терминологией, а некоторые — местной или региональной терминологией. Эти термины могут описывать конкретный материал или состояние, но все они проблематичны, и необходимо соблюдать осторожность при строительстве дорожных покрытий в регионах, содержащих эти материалы.

Adobe. Песчаные глины средней пластичности, обнаруженные в полузасушливых регионах на юго-западе США. Эти почвы веками использовались для изготовления высушенного на солнце кирпича. Это название также применяется к некоторым западным глинам с высокой пластичностью, которые значительно разбухают во влажном состоянии.

Бентонит. Высокопластичная глина, обычно монтмориллонит, образующаяся в результате разложения вулканического пепла. В сухом состоянии он может быть твердым, но во влажном состоянии сильно набухает.

Карта глина. Применяется к глинам юга и юго-запада США. При высыхании превращается в небольшие твердые комочки относительно однородного размера. Сухие комки разлагаются при смачивании (, например, , после того, как они были использованы в качестве наполнителя). Эти почвы также имеют свойство набухать во влажном состоянии.

Caliche. Ил или песок полузасушливых районов на юго-западе Соединенных Штатов, зацементированный карбонатом кальция. Карбонат кальция откладывается в результате испарения воды, попадающей на поверхность земли под действием капилляров.Консистенция калише варьируется от мягкой породы до твердой почвы.

Ракушечник. Мягкий пористый известняк, состоящий в основном из склеенных вместе ракушек, кораллов и окаменелостей. Очень рыхлый, при строительстве ломается.

Гамбо. Мелкозернистая высокопластичная глина долины Миссисипи. Он имеет липкое, жирное ощущение, сильно расширяется и при высыхании образует большие усадочные трещины.

Каолин. Белая или розовая глина низкой пластичности.Он состоит в основном из минералов семейства каолинита.

Суглинок. Поверхность почвы, которую можно описать как песчаный ил с низкой пластичностью или илистый песок, хорошо подходящий для обработки почвы. Он применяется к почвам в пределах самых верхних горизонтов и не должен использоваться для описания глубоких отложений материнского материала. Суглинистые почвы обычно чувствительны к влаге, легко нарушаются при строительстве и подвержены морозам.

Лесс. Залежь относительно однородного илового ила, переносимого ветром.Он имеет рыхлую структуру с многочисленными корневыми отверстиями, которые создают вертикальный скол и высокую вертикальную проницаемость. Он состоит из угловатых частиц кварца и полевого шпата, цементированных карбонатом кальция или оксидом железа. После насыщения он становится мягким и сжимаемым из-за потери цементирования. Лесс, измененный выветриванием во влажном климате, часто становится более плотным и несколько пластичным ( лессовый суглинок ). Лесс также очень морозоустойчив.

Морская глина. Глины, отложившиеся в морской среде, которые, если позже их поднять, становятся особенно чувствительными из-за выщелачивания солей, резко теряя прочность при нарушении.

Марл. Песок, ил или глина, осажденные водой, содержащие карбонат кальция. Мергели часто имеют цвет от светлого до темно-серого или зеленоватого, а иногда содержат коллоидные органические вещества. Часто они затвердевают в мягких породах.

Грязь или грязь. Чрезвычайно мягкий, слизистый ил или органический ил, встречающийся на дне рек и озер.Эти термины указывают на исключительно мягкую консистенцию, а не на какой-либо конкретный тип почвы. Мук подразумевает органическое вещество.

Торф. Природное высокоорганическое вещество, полученное в основном из растительного сырья (ASTM D 5715). Торф бывает темно-коричневого или черного цвета, рыхлый (отношение пустот может быть от 5 до 10) и чрезвычайно сжимаемый. После высыхания они будут плавать. Торфяные болота часто выделяют горючий метан в больших количествах. Эти почвы будут подвергаться значительному краткосрочному и долгосрочному осаждению даже при легких нагрузках и часто чувствительны к влаге, теряя значительную прочность во влажном состоянии.Они легко выходят из строя во время строительных работ. Торф, содержащий большое количество легко идентифицируемых волокон, в геотехнических целях часто называют волокнистым торфом . Торф, содержащий сильно разложившиеся волокна и значительный высокоорганический компонент почвы, часто называют аморфным торфом .

Зыбучие пески. Относится к состоянию, а не к типу почвы. Гравий, песок и ил становятся «быстрыми», когда восходящий поток грунтовых вод и / или газа имеет место до такой степени, что частицы поднимаются.

Сапролиты. Почвы, образовавшиеся в результате естественного выветривания горных пород. Реликтовые соединения материнской породы часто определяют прочность, проницаемость и стабильность выветриваемых грунтов. Фрагменты могут казаться звуковыми, но слабыми. Определить переход почвы от выветренной породы к здоровой породе сложно, что часто приводит к претензиям.

Сланец. Насыщенные мелкозернистые осадочные породы, такие как аргиллиты, алевролиты и аргиллиты, которые очень изменчивы и вызывают беспокойство.Некоторые из них твердые и стабильные, а другие мягкие и разлагаются до глины вскоре после воздействия атмосферы или в течение расчетного срока службы конструкции. Глины, полученные из сланца, часто очень пластичны.

Сульфат. Минеральное соединение, характеризующееся сульфатным радикалом SO4, которое может содержаться в почве. Это создает значительные проблемы расширения в стабилизированном известью грунте и, в некоторых случаях, вызывает повреждение бетона.

Сульфид. Минеральное соединение, характеризующееся связью серы с металлом, например свинцом или железом, с образованием галенита и пирита соответственно.

До. Смесь песка, гравия, ила и глины, полученная в результате вспашки ледников. Такие почвы часто называют валунной глиной, особенно в Канаде и Англии. Характеристики ледникового тилла варьируются в зависимости от эродированных отложений и коренных пород. Каши в Новой Англии обычно более грубые и менее пластичные, чем со Среднего Запада. На северо-востоке посевы обычно имеют широкий уклон и часто нестабильны под воздействием воды. Сложный характер их отложения создает крайне непредсказуемый материал.

Верхний слой почвы. Поверхностные почвы, поддерживающие жизнь растений. Обычно они содержат значительное количество органических веществ. Эти почвы имеют тенденцию оседать со временем, поскольку органическое вещество продолжает разлагаться. Они часто чувствительны к влаге, теряют значительную прочность при намокании и легко повреждаются во время строительных работ.

Туф. Название, относящееся к месторождениям вулканического пепла. Во влажном климате или в районах, где пепел попадает в водоемы, туф цементируется в мягкую пористую породу.

Глины полированные. Осадочные отложения, состоящие из чередующихся тонких слоев ила и глины. Обычно каждая пара слоев ила и глины имеет толщину от 3 до 13 мм (1/8 — 1/2 дюйма). Они являются результатом отложения в озерах в периоды чередования паводков и маловодья в впадающих потоках и часто образуются в ледниковых озерах. Эти отложения имеют гораздо более высокую проницаемость по горизонтали, чем по вертикали, так как горизонтальные пласты удерживают воду. Они часто бывают чувствительны и теряют прочность при повторной формовке.

7.5.2 Сжимаемые грунты

Влияние сжимаемых грунтов на характеристики дорожного покрытия

Сильно сжимаемые (очень непрочные) почвы со временем подвержены большим оседаниям и деформациям, которые могут отрицательно сказаться на характеристиках дорожного покрытия. Сильно сжимаемые почвы — это насыщенные почвы с очень низкой плотностью, обычно илы, глины, а также органические аллювиальные или переносимые ветром отложения и торфы. Если эти сжимаемые грунты не обработать должным образом, на поверхности могут образоваться большие углубления со случайным растрескиванием.Углубления на поверхности могут позволить воде стекать на поверхность дорожного покрытия и легче проникать в конструкцию дорожного покрытия, что усугубляет серьезную проблему. Что еще более важно, скопление воды создаст угрозу безопасности путешествующих людей в сырую погоду.

Средства для обработки сжимаемых грунтов

Выбор конкретной техники зависит от глубины слабого грунта и разницы между условиями на месте и минимальными требованиями к уплотнению или прочности, чтобы ограничить ожидаемую осадку до допустимого значения, которое не повлияет отрицательно на характеристики покрытия. .При строительстве проезжей части в районах с глубокими отложениями сильно сжимаемых слоев необходимо изучить конкретные свойства почвы для расчета расчетной осадки. В этих условиях перед проектированием дорожного покрытия должны быть выполнены геотехнические исследования и подробный анализ осадки. Если существующие почвы земляного полотна не соответствуют минимальным требованиям к уплотнению и со временем подвержены большим оседаниям, рассмотрите следующие альтернативы:

Удалите и обработайте почву для достижения приблизительного оптимального содержания влаги, замените и уплотните.
Удалите и замените грунт земляного полотна подходящими материалами для насыпи или выберите их. Все гранулированные наполнители должны быть уплотнены как минимум до 95% максимальной плотности с контролем влажности, как определено AASHTO T180. Связующие наполнители должны быть уплотнены до содержания влаги не менее 90%, близкого к оптимальному или немного превышающего его (, например, , от -1% до + 2% от оптимума), как определено AASHTO T99.
Рассмотрите возможность механической стабилизации с использованием геосинтетических материалов, как описано в Разделе 7.5, чтобы уменьшить необходимую поднутрение.
Если почвы гранулированные ( например, , пески и некоторые илы), рассмотрите возможность уплотнения грунта с поверхности для увеличения плотности в сухом состоянии с помощью методов динамического уплотнения. Определение характеристик почвы и подробные процедуры для успешного применения этого метода описаны в курсе 132034 FHWA / NHI по методам улучшения грунта (FHWA NHI-04-001).
Если почва очень влажная или насыщенная, рассмотрите возможность обезвоживания с помощью колодцев или глубоких горизонтальных дренажных каналов.Если горизонтальные стоки не могут быть освещены дневным светом, может потребоваться подключение к трубам ливневой канализации или отстойным насосам.
Консолидируйте глубокие отложения очень слабонасыщенных грунтов с большими насыпями до строительства дорожного покрытия (за дополнительную плату). После строительства насыпи можно либо оставить на месте, либо удалить, в зависимости от окончательной отметки. Рассмотрите возможность дренажа фитиля для ускорения консолидации (см. FHWA NHI-04-001).
Другие методы для глубоких отложений сжимаемого грунта включают насыпные насыпи и использование легкого наполнителя, такого как геопена, как описано в руководстве FHWA «Методы улучшения грунта» (FHWA NHI-04-001).Хотя эти методы являются более дорогостоящими, чем большинство предыдущих методов, с точки зрения затрат на строительство, они предлагают немедленное улучшение, тем самым ускоряя строительство. В некоторых проектах экономия времени может быть более ценной, чем разница в стоимости строительства.

7.5.3 Складывающиеся грунты

Как и в случае сильно сжимаемых грунтов, просадочные грунты могут привести к значительному локальному проседанию дорожного покрытия. Складывающиеся почвы представляют собой иловые почвы с очень низкой плотностью, обычно это аллювиевые или переносимые ветром (лессовые) отложения, которые подвержены внезапному уменьшению объема при увлажнении.Часто их нестабильная структура зацементирована глиняными связующими или другими отложениями, которые растворяются при насыщении, что приводит к резкому уменьшению объема (Rollings and Rollings, 1996). Собственные земляные полотна просадочных грунтов перед строительством следует пропитать водой и прикатать с помощью тяжелого уплотнительного оборудования. В некоторых случаях остаточные почвы могут также разрушаться из-за вымывания коллоидных и растворимых материалов. На рис. 7-17 представлен метод определения потенциала просадочных грунтов.Могут быть доступны другие местные методы идентификации. Складывающиеся грунты также могут образовываться в насыпях, когда грунты песчаного типа уплотняются на сухой стороне с оптимальной влажностью. Силы мениска между частицами могут создать почвенную ткань, подверженную разрушению.

Если система дорожного покрытия должна быть построена на разрушающемся грунте, могут потребоваться специальные меры для предотвращения крупномасштабного растрескивания и неравномерного оседания. Во избежание проблем перед началом строительства необходимо вызвать обрушение.Методы включают:

водозабор в районе просадочных грунтов.
инфильтрационная скважина.
уплотнение — обычное с тяжелым виброкатком для небольших глубин (в пределах 0,3 или 0,6 м (1 или 2 фута))
уплотнение — динамическое или вибрационное для более глубоких отложений более полуметра (нескольких футов) (может сочетаться с затоплением)
раскопано и заменено.

Рисунок 7-17. Руководство по поведению разрушающихся грунтов (Rollings and Rollings, 1996).
Нажмите здесь, чтобы увидеть текстовую версию изображения

7.5.4 Набухающие почвы

Влияние набухающих грунтов на характеристики дорожного покрытия

Набухающие или расширяющиеся почвы подвержены изменению объема (усыхание и набухание) при сезонных колебаниях содержания влаги. Величина этого изменения объема зависит от типа почвы (способности к усадке-набуханию) и ее изменения содержания влаги. Потеря влаги вызовет усадку почвы, а увеличение влажности приведет к ее расширению или набуханию.Такое изменение объема грунтов глинистого типа может привести к появлению продольных трещин у края покрытия и значительной шероховатости поверхности (различные вздутия и углубления) по длине покрытия.

Расширяющиеся почвы представляют собой очень серьезную проблему во многих частях Соединенных Штатов (см. Рис. 7-18) и являются причиной проведения преждевременных работ по техническому обслуживанию и восстановлению на многих километрах дороги каждый год. Расширяющиеся почвы представляют собой особую проблему, когда глубокие разрезы делаются в плотной (переуплотненной) глинистой почве.

Рисунок 7-18. Предполагаемое расположение набухающих почв (по Витчак, 1972).

Идентификация набухающих почв

Существуют различные методы и процедуры для выявления потенциально обширных почв. AASHTO T 258 может использоваться для определения почв и условий, подверженных набуханию. Два наиболее часто используемых документа перечислены ниже:

Оценка целесообразной методологии выявления потенциально обширных почв , Отчет №FHWA-RD-77-94, Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия, июнь 1977 г.
Проектирование и строительство покрытий в аэропортах на обширных грунтах , Отчет № FAA-RD-76-66, Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США, Вашингтон, округ Колумбия, июнь 1976 г.

Минералогия глины и наличие воды являются ключевыми факторами в определении степени, в которой проблема набухания может существовать на данном участке. Различные глинистые минералы демонстрируют большую или меньшую степень потенциала набухания в зависимости от их специфического химического состава.Монтмориллонитовые глины имеют тенденцию проявлять очень высокие потенциалы набухания из-за химического состава частиц, тогда как иллитовые глины имеют тенденцию проявлять очень низкие потенциалы набухания. Идентификация глинистых минералов химическими или микроскопическими методами может использоваться как метод определения наличия в почвах высокого потенциала набухания. Почвенная ткань также будет влиять на потенциал набухания, так как агрегированные частицы будут иметь тенденцию к более высокому набуханию, чем диспергированные частицы, и флоккулируются сильнее, чем дефлокулированные.Как правило, чем более мелкозернистая и пластичная почва, тем выше ее потенциал набухания.

Выявление набухающих грунтов в земляном полотне является ключевым компонентом инженерно-геологических изысканий проезжей части. Образцы почвы на небольшой глубине ниже предполагаемой отметки дорожного покрытия обычно отбираются в рамках исследования, и их потенциал набухания может быть определен несколькими способами. Индексное тестирование — это распространенный метод определения потенциала выброса. Обычно проводятся лабораторные испытания для определения пределов пластичности и жидкости и / или предела усадки.Активность почвы (ASTM D 4318), определяемая как отношение индекса пластичности к процентному содержанию почвы по массе менее 0,002 мм (0,08 мил), также используется как свойство индекса для потенциала набухания, поскольку глинистые минералы с более высокой активностью демонстрируют более высокое волнение. Расчет активности требует измерения градации с использованием методов ареометра, что не характерно для инженерно-геологических изысканий при проектировании дорожного покрытия во многих штатах. В дополнение к индексному тестированию практика агентства в регионах, где набухание почвы является распространенной проблемой, может включать в себя тестирование набухания ( e.грамм. , ASTM D 4546), для образцов природного или уплотненного грунта. Такое испытание обычно включает в себя измерение изменения высоты (или объема) образца, подвергнутого легкой нагрузке, аналогичной той, которая ожидается в полевых условиях, а затем предоставлен свободный доступ к воде.

Обработка набухающих почв

Когда расширяющиеся грунты встречаются вдоль проекта в окружающей среде и на территориях, где ожидаются значительные колебания влажности в земляном полотне, следует рассмотреть следующие альтернативы, чтобы минимизировать будущий потенциал изменения объема расширяющегося грунта:

Для относительно тонких слоев расширяющейся глины у поверхности удалите и замените расширяющуюся почву избранными материалами.
Увеличьте ширину подповерхностных слоев дорожного покрытия, чтобы уменьшить изменение (, т. Е. , увлажнение или высыхание) влажности земляного полотна по краю дорожного покрытия, и увеличьте венец проезжей части, чтобы уменьшить инфильтрацию влаги.
Частичная герметизация по краю дорожного покрытия или полная герметизация также могут использоваться для уменьшения изменения влажности земляного полотна, как более подробно описано в Разделе 7.5.
Расширить, стабилизировать и повторно уплотнить верхнюю часть расширяющегося глиняного земляного полотна.Стабилизация извести или цемента является общепринятым методом контроля набухания грунта, как описано в Разделе 7.6. ( Стабилизация , используемая для экспансивных грунтов, относится к обработке почвы такими агентами, как битум, портландцемент, гашеная или гашеная известь и зола, чтобы ограничить характеристики изменения ее объема. Это может существенно повысить прочность обработанной материал.)
На участках с глубокими выемками в плотных, переуплотненных экспансивных глинах завершите выемку подземных грунтов до надлежащей отметки и дайте подповерхностным грунтам отскочить перед укладкой слоев дорожного покрытия.

AASHTO 1993 (Приложение C) предоставляет процедуры и графики для прогнозирования прямого воздействия набухающих грунтов на потерю работоспособности и обрабатывает их с учетом дифференциального воздействия на продольный профиль поверхности дороги. Если предполагается, что отек будет относительно равномерным, процедуры не применяются.

7.5.5 Подземные воды

Важно определить любые насыщенные слои почвы, глубину залегания грунтовых вод и поток подземных вод между слоями почвы.Подземные воды особенно важно распознавать и идентифицировать в переходных областях между сегментами выемки и насыпи. Если позволить пропитать несвязанные материалы основания / основания и грунты земляного полотна, подземные воды могут значительно снизить прочность и жесткость этих материалов. Снижение прочности может привести к преждевременным углублениям на поверхности, образованию колей или растрескиванию. Сезонный поток влаги через выбранные слои почвы также может значительно усилить эффекты изменения дифференциального объема в обширных почвах.Вырезанные участки особенно важны для подземных вод.

Очистка подземных вод

При обнаружении насыщенных грунтов или подземных вод следует рассмотреть следующие альтернативы для улучшения фундамента или опорного земляного полотна:

Для насыщенных грунтов у поверхности высушите или укрепите влажные грунты с помощью методов механической стабилизации, чтобы обеспечить строительную платформу для конструкции дорожного покрытия, как описано в Разделе 7.6.
Удалите и замените насыщенные почвы отборными материалами или почвами. (Может не подходить, если земляные работы требуются ниже уровня грунтовых вод).
Разместите и должным образом уплотните толстые насыпи или насыпи, чтобы увеличить высоту земляного полотна, или, другими словами, увеличить толщину между насыщенными грунтами или глубиной уровня грунтовых вод и структурой дорожного покрытия.
Также следует рассмотреть возможность использования дренажей земляного полотна, как описано ранее в Разделе 7.2 при наличии следующих условий:
Высокий уровень грунтовых вод, который может снизить устойчивость земляного полотна и стать источником воды для защиты от мороза.
Грунт земляного полотна, состоящий из ила и очень мелкого песка, который при насыщении может стать быстрым или рыхлым.
Вода просачивается из нижележащих водоносных пластов или из земляного полотна на участках вырубки (рассмотрите возможность перекрытия дренажей).

7.5.6 Морозоустойчивые почвы

Влияние мороза на характеристики покрытия

Мороз может вызвать неравномерное пучение, шероховатость поверхности и растрескивание, заблокировать дренаж и снизить несущую способность в периоды оттепелей.Эти эффекты варьируются от незначительных до тяжелых, в зависимости от типа и однородности грунта, региональных климатических условий (, т.е. , глубина промерзания) и наличия воды.

Одним из последствий воздействия мороза на тротуары является морозное пучение, вызванное кристаллизацией линз льда в пустотах почвы, содержащих мелкие частицы. Как показано на Рисунке 7-19, должны присутствовать три условия, чтобы вызвать морозное пучение и связанные с ним проблемы с действием мороза:

почвы морозостойкие;
минусовых температур в почве; и,
источник воды.

Если эти условия возникают равномерно, пучение будет равномерным; в противном случае возникнет перепучивание, вызывающее неровности поверхности, шероховатость и, в конечном итоге, растрескивание поверхности дорожного покрытия.

Рисунок 7-19. Элементы морозного пучения.

Второй эффект действия мороза — ослабление оттепели. Несущая способность может существенно снижаться в периоды оттаивания в середине зимы, а последующее морозное пучение обычно бывает более сильным, поскольку вода легче доступна в зоне промерзания.В более южных районах морозной зоны несколько циклов замораживания и оттаивания могут произойти в течение зимнего сезона и причинить больший ущерб, чем один более продолжительный период замерзания в более северных районах. Весенние оттепели обычно вызывают потерю несущей способности значительно ниже летних и осенних значений с последующим постепенным восстановлением в течение недель или месяцев. Вода также часто задерживается над мерзлой почвой во время оттаивания, которое происходит сверху вниз, создавая потенциал для долгосрочных условий насыщения в слоях дорожного покрытия.

Выявление морозоустойчивых почв

Морозоустойчивые почвы разделены на четыре основные группы. В Таблице 7-12 представлена сводная информация о типичных почвах в каждой из этих четырех групп на основе количества мелких частиц (материал, проходящий через сито 0,075 мм (№ 200). На Рисунке 7-20 графически показана ожидаемая средняя скорость морозного пучения для различные группы почв в зависимости от доли почвы менее 0,02 мм (0,8 мил).

Мороз практически отсутствует в чистом, свободно дренирующемся песке, гравии, щебне и подобных сыпучих материалах при нормальных условиях замерзания.Большое пустое пространство позволяет воде замерзать на месте, не расслаиваясь на ледяные линзы. Напротив, илы очень морозоустойчивы. Состояние относительно небольших пустот, высокий капиллярный потенциал / действие и относительно хорошая проницаемость этих почв объясняют эту характеристику.

90 013 CL, CL-ML

Таблица 7-12. Классификация почв по морозостойкости (НЦПЗ 1-37А).
Группа заморозков	Степень восприимчивости к заморозкам	Тип почвы	Процент мельче 0.075 мм (# 200) по массе.	Типичная классификация грунтов
F1	От незначительного до низкого	Гравийные почвы	3-10	GC, GP, GC-GM, GP-GM
F2	От низкого до среднего	Гравийные почвы	10-20	GM, GC-GM, GP-GM
F2	От низкого до среднего	Пески	3-15	SW, SP, SM, SW-SM, SP-SM
F3	Высокий	Гравийные почвы	Более 20	GM-GC
		Пески, кроме очень мелких илистых песков	Более 15	SM, SC
		Глины PI> 12	—	CL, CH
F4	Очень высокий	Все илы	—	ML-MH
		Очень мелкие илистые пески	Более 15	SM
		Глины PI <12	—
		Различные глины и другие мелкозернистые, полосчатые отложения	—	CL, ML, SM, CH

Рисунок 7-20.Средняя скорость вспучивания по сравнению с процентным содержанием мелких частиц для естественных градаций почвы (Kaplar, 1974).

Глины когезионные и, хотя их потенциальное капиллярное действие велико, их капиллярная скорость низкая. Хотя в глинистых почвах может возникать морозное пучение, оно не такое сильное, как для илов, поскольку непроницаемость глин замедляет прохождение воды. Несущая способность глин должна сильно снижаться во время оттепелей, даже при отсутствии значительного вспучивания. Оттаивание обычно происходит сверху вниз, что приводит к очень высокому содержанию влаги в верхних слоях.

Уровень грунтовых вод в пределах 1,5 м (5 футов) от предполагаемой отметки земляного полотна указывает на то, что воды будет достаточно для образования льда. Однородные глинистые грунты земляного полотна также содержат достаточно влаги для образования льда даже при глубине залегания грунтовых вод более 3 м (10 футов). Однако величина влияния будет сильно зависеть от глубины фронта промерзания (, т.е. , глубина проникновения промерзания). При глубоком промерзании грунтовые воды даже на большей глубине могут оказывать влияние на волнение.

Определение морозоустойчивых условий

Самым отличительным фактором для определения состояния опасности промерзания дорожного покрытия является водоснабжение. Для чувствительных к заморозкам почв в зоне промерзания опасность замораживания может быть оценена как высокая или низкая в соответствии со следующими условиями. Неизвестный рейтинг может быть подходящим, когда возникают условия как для высокого, так и для низкого рейтинга, которые не могут быть разрешены, или когда имеется мало информации или она отсутствует. Включение рейтинга опасности замерзания в документацию по оценке площадки подтверждает, что оценка воздействия замерзания была предпринята и не была упущена из виду.Если рейтинг неизвестен, решение о включении мер по смягчению воздействия заморозков в проект будет основываться больше на неприемлемом характере повреждения от замерзания, чем на вероятности его возникновения.

Условия, связанные с высокой потенциальной опасностью замерзания, включают:

Уровень грунтовых вод в пределах 3 м (10 футов) от поверхности дорожного покрытия (глубина воздействия зависит от типа почвы и глубины промерзания).
Наблюдал изморозь в районе.
Неорганические почвы, содержащие более 3% (по весу) или более зерен мельче 0.Диаметр 02 мм (0,8 мил) по данным Инженерного корпуса армии США.
Потенциал скопления поверхностных вод и образования грунтов между зоной промерзания под тротуаром и поверхностными водами с проницаемостью, достаточно высокой для того, чтобы просачивание могло пропитать почвы в зоне промерзания в течение периода затопления.

Условия, связанные с низкой потенциальной опасностью замерзания, включают:

Уровень грунтовых вод выше 6 м (20 футов) ниже поверхности тротуара (опять же, может быть намного меньше, в зависимости от типа почвы и глубины промерзания).
Естественная влажность в зоне промерзания низкая по сравнению с уровнем насыщения.
Гидрозатворы между водопроводом и зоной промерзания.
Существующие тротуары или тротуары в непосредственной близости с аналогичными почвенными и водопроводными условиями и без построенных мер защиты от замерзания, которые не пострадали от мороза.
Тротуары на насыпях с поверхностью более чем на 1–2 м (3–6 футов) над прилегающими уклонами (обеспечивает некоторую изоляцию и утяжеляющее действие для сопротивления вспучиванию).

Средство от Frost Action

При обнаружении морозостойких грунтов следует рассмотреть следующие альтернативы улучшения фундамента или опорного земляного полотна:

Удалите чувствительную к заморозке почву (обычно для групп F3 и F4, Таблица 7-12) и замените ее выбранной нечувствительной к заморозке почвой для ожидаемой глубины проникновения промерзания.
Разместите и утрамбуйте выбранные нечувствительные к морозу грунтовые материалы на толщину или глубину, чтобы предотвратить промерзание земляного полотна для уязвимых к морозам почв групп F2, F3 и F4, Таблица 7-12.
Удалить изолированные очаги морозоустойчивых грунтов для исключения резких изменений состояния земляного полотна.
Стабилизируйте чувствительную к морозам почву, устраняя воздействие мелкодисперсных частиц почвы с помощью трех процессов: а) механического удаления или иммобилизации с помощью физико-химических средств, таких как цементное соединение, б) эффективного уменьшения количества почвенной влаги, доступной для миграции в плоскость замерзания, например, перекрывая все миграционные пути, или c) изменяя точку замерзания почвенной влаги.
Вяжущие вещества, такие как портландцемент, битум, известь и известково-летучая зола, как указано в Разделе 7.5. Эти агенты эффективно удаляют отдельные частицы почвы, связывая их вместе, а также частично удаляют капиллярные каналы, тем самым снижая возможность движения влаги. Необходимо соблюдать осторожность при использовании извести и смесей извести и золы с глинистыми почвами в районах с сезонными морозами (см. Раздел 7.5 и Приложение F).
Влажность почвы, доступная для морозного пучения, может быть уменьшена путем установки глубоких дренажных систем и / или капиллярного барьера, чтобы уровень грунтовых вод поддерживался на достаточной глубине, чтобы предотвратить повышение влажности в зоне промерзания.Капиллярные барьеры могут состоять либо из открытого гравийного слоя, зажатого между двумя геотекстилем, либо из горизонтального геокомпозитного дренажа. Установка капиллярного барьера требует удаления чувствительного к морозу материала на глубину ниже точки промерзания или на достаточно значительную, чтобы уменьшить влияние морозного пучения на дорожное покрытие. Разрыв капилляра необходимо дренировать. Затем чувствительный к морозу грунт можно заменить и уплотнить над капиллярным барьером до требуемой отметки земляного полотна.
Увеличить толщину структурного слоя дорожного покрытия для учета снижения прочности земляного полотна в период весенне-оттаивания для морозоустойчивых групп F1, F2 и F3.

Конструкция дорожного покрытия для воздействия мороза часто определяет требуемую общую толщину гибкого покрытия и потребность в дополнительном выбранном материале под жестким и гибким покрытием. При проектировании дорожного покрытия в районах с сезонными морозами использовались три подхода к проектированию:

Подход «Полная защита» — требует материалов, не подверженных морозу, на всю глубину мороза ( e.грамм. , методы лечения 1, 2 и 3 выше).
Ограниченное проникновение промерзания земляного полотна — допускает некоторое проникновение промерзания в земляное полотно, но недостаточно для развития неприемлемой шероховатости поверхности.
Подход с пониженной прочностью земляного полотна — позволяет больше промерзать земляному полотну, но обеспечивает адекватную прочность в периоды ослабления от оттепелей.

AASHTO 1993 (Приложение C) предоставляет процедуры и графики для прогнозирования прямого воздействия морозного пучения на потерю работоспособности и обрабатывает их с учетом дифференциального воздействия на продольный профиль поверхности дороги.Если ожидается, что мороз будет относительно равномерным, то процедуры не применяются.

По большей части подходы к проектированию местной морозостойкости были разработаны на основе опыта, а не путем применения каких-либо строгих теоретических расчетных методов. Более строгий метод доступен в процедуре проектирования NCHRP 1-37A для снижения воздействия сезонного замерзания и оттаивания до приемлемых пределов, как описано в главе 6. Расширенная интегрированная климатическая модель используется для определения максимальной глубины промерзания для системы дорожного покрытия. в определенном месте.Различные комбинации толщины слоев и типов материалов можно оценить с точки зрения их влияния на максимальную глубину промерзания и общее количество основания, а также выбрать материалы, необходимые для защиты чувствительных к заморозкам почв от промерзания.

7.5.7 Резюме

Проблемные почвы можно обрабатывать различными методами или их комбинацией. Методы улучшения, которые можно использовать для повышения прочности и уменьшения климатических изменений фундамента в отношении характеристик дорожного покрытия, включают:

Улучшение подземного дренажа (см. Раздел 7.2, и всегда следует учитывать).
Удаление и замена более качественными материалами ( например, , толстые гранулированные слои).
Механическая стабилизация с использованием толстых гранулированных слоев.
Механическая стабилизация слабых грунтов с помощью геосинтетических материалов (геотекстиля и георешетки) в сочетании с зернистыми слоями.
Облегченная заливка.
Стабилизация слабых грунтов примесями (высокопластичные или сжимаемые грунты).
Герметизация почвы.

Подробности большинства этих методов стабилизации будут рассмотрены в следующем разделе.

Геологические опасности обширных почв — 7 вещей, которые нужно знать, чтобы защитить свои инвестиции

Мэттью Маркус, ЧП, RG
Кластерная глинистая почва — самая распространенная геологическая опасность в Соединенных Штатах. Ежегодно миллиарды долларов наносятся основанию и конструкциям зданий из-за усадки и набухания, вызванных глинистой почвой. Неисправность здания может проявляться в чем-то столь же простом, как возникновение опасности, связанной с тротуаром, или заклинивании дверей и окон, и может быть столь же серьезным, как потрескавшиеся стены и крыши, а также конструкции, которые необходимо отремонтировать в целях безопасности.
Наиболее экспансивные глины образуются в остаточных почвенных средах от Колорадо до Флориды, хотя некоторые из них присутствуют в ледниковых отложениях внутренней верхней части Среднего Запада и в морских / озерных / паралитических отложениях Западного побережья, побережья Мексиканского залива, Атлантического побережья. и Великие озера (см. карту).
Наиболее экспансивные глины образуются в остаточных почвенных средах от Колорадо до Флориды. Изображение предоставлено: «Карта разбухающих глин на границе Соединенных Штатов» У.Olive, A. Chleborad, C. Frahme, J. Shlocker, R. Schneider и R. Schuster, опубликованные в 1989 г. как Карта I-1940 в серии «Разные исследования Геологической службы США».
Чтобы вызвать усадку и набухание , почвы должны подвергаться изменениям влажности после строительства. Для существующих конструкций контроль влажности может быть подходящим вариантом для восстановления, и это требование проектирования для нового строительства.
Геотехнические решения для расширяющегося глинистого грунта перед строительством включают удаление и замену, перекрытие или заглубление расширяющегося материала и обработку гашеной известью.
Конструктивные решения для расширения глины в новом строительстве включают модернизированные структурные плиты (пост-напряжение, вафельные, матовые) или приподнятые плиты, опирающиеся на глубокие фундаменты. Их потребности и расчетные параметры, использованные при проектировании, определяются инженерно-геологическим исследованием.
Для существующей конструкции необходимо судебно-геотехническое исследование для выявления и количественной оценки повреждений, нанесенных существующим зданиям, установления положительной причинной связи и выработки соответствующих рекомендаций по восстановлению.
Решения для проблемных зданий часто включают меры по контролю влажности, поскольку глина не сжимается или не набухает, если влажность поддерживается равномерно. Кроме того, гибкая отделка, включая ковровое покрытие или скользящие листы, гипсокартон, установленный с зазорами между крышей и полом, и другие меры, учитывающие некоторые сезонные колебания, могут помочь снизить частоту ремонта неприятных повреждений.
В крайних случаях завершается установка винтовых анкеров и поддомкрачивание плит (бурового раствора) или даже удаление и переработка грунта под существующей структурой, хотя эти меры могут нанести ущерб арендаторам и являются дорогостоящими.На участках тротуаров обширные глинистые почвы могут быть восстановлены за счет более толстых участков асфальта, железобетонных покрытий и обработки известью.
Хотя экспансивная почва является основной причиной бедствий, связанных с почвой, это не единственная причина. Должен быть привлечен инженер-геолог , чтобы оценить причинно-следственную связь и порекомендовать ремонт, который будет наиболее подходящим для вас. К сожалению, есть много случаев, когда подрядчики по ремонту неправильно диагностируют и устраняют проблемы, связанные с почвой, только для того, чтобы они снова появлялись вскоре после завершения дорогостоящего ремонта.
Ремонт фундамента и плиты в Сан-Антонио, Ларедо, Корпус-Кристи, Техас
Что вызывает переворот в фундаменте?
Пучка — это движение фундамента или плиты вверх, вызываемое подстилающими грунтами, которые расширяются или набухают. Это происходит из-за увеличения влажности или из-за сил замерзания. Возвышение более характерно для плит, чем для фундаментов, потому что плиты имеют меньший вес, чтобы противостоять силам пучения. Если не будет продолжительной засухи, вертикальная волна чаще всего возникает в течение первых нескольких лет после постройки здания.
Возвышение плиты и фундамента чаще всего вызывается этими четырьмя силами:
Расширяющиеся почвы: Почвы с высоким содержанием глины значительно расширяются при намокании. Выкопка под фундамент часто дает почве вокруг дома и под ним возможность высохнуть и усохнуть. После того, как дом построен, богатая глиной почва, которая намокает во время периодов дождя, может вызвать проблемы с пучением, а также повредить стены фундамента.
Морозное пучение: Вода увеличивается в объеме почти на 10% при замерзании, а влажная почва может расширяться еще больше при замерзании.Когда влажная почва замерзает, возникающее давление может привести к смещению и растрескиванию плиты или стены фундамента. Чем ниже температура, тем глубже промерзнет почва. Морозные силы могут резко поднять фундамент — иногда на несколько дюймов — что приводит к серьезным повреждениям от вертикальной волны.
Утечки в сантехнике: Утечки или разрывы в трубопроводах, которые проходят под бетонной плитой или через фундаментную стену, могут привести к накоплению влаги под фундаментом и плитой. Эта влага может поступать из линий подачи, сточных вод или даже из домашней системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Со временем эта влажность может вызвать расширение почвы под фундаментом, что затем заставит их надавить на конструкцию, расположенную выше.
Продолжительные или сильные осадки: Слишком много осадков в сочетании с недостаточным дренажем вдали от дома приведет к повышенной влажности под вашим фундаментом. Влага, контактирующая с обширной почвой, может вызвать пучение фундамента и плит. Осадки также могут вызвать расширение почвы по бокам фундамента, что приведет к изгибу и деформации стен.
Как решить проблему подъема фундамента
Убедитесь, что это грунтовый вал
Выпуклость фундамента и оседание фундамента имеют схожие симптомы, и неподготовленному глазу может показаться, что стены фундамента опускаются, тогда как на самом деле пол поднимается. Однако решения этих двух проблем очень разные, поэтому постановка правильного диагноза очень важна.
Поскольку нежелательная вода, накапливающаяся в почве под вашим домом — и создаваемое ею давление — обычно являются причиной вспучивания плиты и фундамента, нашим приоритетом будет устранение источников воды везде, где это возможно.Мы проверим наличие утечек в подземных водопроводах, засоренных сточных трубах, поломках спринклерных линий, а также неисправных водосточных и направляющих систем. Как только мы устраним проблемы с водой, мы можем приступить к ремонту, например:
Шлифование бетона для небольших выпуклостей, особенно плит для наружных работ
Стабилизация почвы инъекцией полимера для предотвращения проникновения воды
Ремонт механического фундамента, включая использование винтовых опор, которые могут поддержать ваш фундамент и предотвратить его просачивание в будущем
Другие причины пучения включают корни деревьев и давление со стороны соседних зданий.Независимо от причины, профессиональный подрядчик по строительству фундамента — лучший человек, который оценит проблемы с выпучиванием фундамента и предложит подходящие решения для вашего дома.
Мы делаем ремонт фундамента в Техасе!
В Baird Foundation Repair у нас есть инструменты и обучение для ремонта фундаментов и перекрытий, которые испытывают проблемы с разрушением. Мы предлагаем расценки на ремонт фундаментов и плит для всех, кто находится в зоне обслуживания Южного Техаса.
Если вы хотите записаться на бесплатную, без обязательств встречу с одним из специалистов нашего фонда, позвоните или напишите нам сегодня! Мы с гордостью обслуживаем Сан-Антонио, Корпус-Кристи и Южный Техас.
Справочник домовладельца по обширным почвам и их проблемам
Хотя обширные почвы и не такие интенсивные, как землетрясения, они представляют собой геологическую опасность №1 в США. Они несут ответственность за большие финансовые потери, чем другие стихийные бедствия вместе взятые. Эти почвы также являются причиной многих структурных проблем и повреждений, с которыми сталкиваются домовладельцы.
Флорида не особенно известна обширными почвами, но есть районы с почвами с потенциалом набухания около 50%.Не думайте, что вы в безопасности. Эта статья расскажет обо всем, что вам нужно знать о обширных почвах, знаках и о том, какие шаги вы можете предпринять, чтобы ограничить их возможность причинить вред.
Что такое обширные почвы?
Просторные почвы — это почвы или скалы, содержащие минералы, способные впитывать воду. Они могут набухать или сжиматься в условиях изменяющейся влажности. Когда эти почвы становятся влажными, они увеличиваются в объеме.
Объем почвы будет увеличиваться, поскольку они будут продолжать поглощать воду, пока почва не станет насыщенной.Иногда эти почвы могут расширяться на 10% и более.
Почему эти почвы расширяются?
Различные типы почв содержат разные минералы. У некоторых есть глинистые минералы, которые набухают, у других нет. Типичные обширные почвы содержат эти минералы:
Бейделлит
Бентонит
Вермикулит
Нонтронит
Хлорит
Аттапульгит
Сульфатные соли
Потенциал набухания экспансивных грунтов зависит от их начального содержания влаги, интенсивности сухости, толщины слоя почвы, надземной нагрузки. и степень насыщенности.
Проблемы, связанные с набуханием почвы
Изменение объема воды может оказать значительное давление на ваше здание, что приведет к повреждению конструкции.
Сила, создаваемая набухающей почвой, может привести к растрескиванию стен и полов фундамента или подполья. Когда почва теряет воду в летние месяцы, она сжимается и лишается опоры. Эти потери могут вызвать оседание грунта, которое является основной причиной деформаций конструкции и осадки фундамента.
Цикл набухания и усадки вреден для вашего дома, так как он также может вызвать трещины и трещины в фундаменте.Эти отверстия могут пропускать воду в ваше пространство для обхода. Вода провоцирует множество проблем, включая рост плесени, гниль древесины и повреждение водой.
Каковы признаки обширных почв?
Набухающие почвы долго не останутся незамеченными. К явным признакам того, что у вашего фонда обширные почвы, относятся:
Трещины в гипсокартоне
Трещины в фундаменте
Торчащие двери и окна
Значительные щели под дверьми
Изогнутая или провисшая крыша
Как исправить обширные почвы
Экспансивные почвы могут нанести серьезный ущерб, если они многократно впитывают и теряют влагу.
Типичные решения по стабилизации грунта включают:
Контроль влажности : С помощью этого метода подрядчик по ремонту фундамента пытается остановить просачивание поверхностных вод в фундамент, устанавливая влагозащитные барьеры и подземный дренаж по периметру вашего дома.
Укрепление фундамента : Если ваш дом оседает, лучший способ стабилизировать и потенциально поднять его в исходное положение — это установить систему прокола.Прочные варианты включают толкающие опоры, винтовые опоры и опоры для плит, в зависимости от типа фундамента и потребностей в ремонте.
Цементная обработка : Этот строительный материал является эффективным стабилизирующим агентом. Широко применяется для обработки глинистых почв. Цемент снижает предел жидкости и пластичность расширяющихся грунтов, а также увеличивает их прочность.
Обработка извести : Известь вводится непосредственно в набухающую почву. Гашеная известь вступает в реакцию с глинистыми минералами почвы, снижая их пластичность и способность почвы к набуханию.
Химическая инъекция : Расширяющиеся почвы также можно обрабатывать инъекционными методами. Сначала в землю вводят воду, чтобы она предварительно набухла, затем применяется химический раствор, например, калий. Для подачи стабилизирующей жидкости используются буровые установки с несколькими инжекторами.
Армированная плита на грунте : если вы строите на обширных почвах, спроектируйте и создайте прочный и жесткий фундамент, который сможет выдерживать сдвиги почвы и изолировать ваш дом от набухающих почв.Это можно сделать, установив усиленную плиту на грунте, укрепленную сеткой из лежащих под ней поперечных балок.
Благоустройство территории : Правильный ландшафтный дизайн может уменьшить воздействие набухающих почв за счет ограничения объема воды, поступающей в фундамент вашего дома. Цветы и садовые растения следует высаживать на расстоянии не менее пяти футов от фундамента и поливать через капельницу. Деревья должны находиться на расстоянии не менее 20 футов, поскольку они имеют тенденцию впитывать много воды в сухую погоду, что может снизить содержание влаги в почве и нарушить ее сортировку.
Повреждения, вызванные обширными почвами, сложны и часто требуют больших затрат на ремонт. Некоторые средства действуют только как пластыри, которые маскируют признаки и не устраняют основную проблему. Прежде чем строить дом, попросите подрядчика по ремонту фундамента оценить почву, чтобы убедиться, что она устойчива.
Профессиональный ремонт фундамента
Набухающая почва не обязательно означает смерть вашего фонда. Пока они остаются сухими или сохраняют свою влажность, ваша основа будет в порядке.Единственный раз, когда вам следует беспокоиться, это когда эти почвы циклически набухают и сжимаются.
Свяжитесь с Управлением Фонда Флориды и узнайте, как лучше всего решить ваши обширные проблемы с почвой. Наша команда имеет большой опыт в стабилизации домов, поэтому мы знаем, что работает, а что нет. Закажите бесплатный ремонт и осмотр фундамента и получите надежную рекомендацию по спасению фундамента и дома!
Геотехнические решения для строительства на обширных глинах и мягких грунтах
Что такое экспансивная глина?
Расширяющиеся глинистые почвы (также известные как тяжелые глинистые или жирные глинистые почвы) представляют собой почвы с мягким текстурой, содержащие минералы, которые претерпевают значительные объемные изменения во время сезонных колебаний влажности.Они впитывают воду и расширяются (набухают) на десять и более процентов во влажном состоянии и трескаются (усыхают) при высыхании. Кроме того, вода, содержащаяся в обширных глинистых почвах, может замерзать, усугубляя проблему набухания с проблемами морозного пучения. Это циклическое или сезонное изменение объема приводит к напряжениям сдвига, вызывающим значительные боковые и вертикальные давления, которые медленно приводят к растрескиванию и короблению дорог и сооружений, построенных на таких грунтах. Повреждения и ремонт дорогих глин ежегодно обходятся в миллиарды долларов.Трещины в фундаменте, полах, стенах подвала, тротуарах, проездах и патио — все это типичные типы повреждений, вызванных набуханием почвы. Это также может поставить под угрозу подземную инфраструктуру, вызвать проблемы с фундаментом здания и разорвать трубопроводы.
Другие мягкие почвы
Широко распространенный в нашем северном климате, Маскег, иногда называемый торфяным болотом, — это разговорный термин, применяемый к почвам, богатым торфяным мхом, которые обычно поглощают большое количество влаги. В результате получается очень мягкий, похожий на болото участок, глубина которого может достигать нескольких метров.Низкое поверхностное натяжение мускуса означает, что средний человек, стоящий на нем, утонет от нескольких дюймов до своего полного роста. Следовательно, это чрезвычайно опасно, и почти невозможно пройти через него или застроить его. Хотя мускус не считается чувствительным к заморозкам, его высокое содержание воды может позволить замерзнуть верхним слоям, в то же время сохраняя жидкую влагу внизу.
Решение для строительства на проблемных грунтах основания
Смягчение воздействия экспансивной глины на конструкции, построенные в областях, содержащих экспансивные глины и мягкие грунты, является серьезной проблемой в инженерно-геологической сфере.Минусовые температуры будут замораживать обширные глины и болота, препятствуя строительству зимой, в то время как таяние стока, проливные летние дожди в сочетании с плохим дренажем препятствуют строительству летом. Традиционное решение — выкопать и удалить нежелательную почву и заменить ее высококачественным заполнителем. Этот метод трудоемкий и дорогостоящий, особенно если подходящий заполнитель недоступен и его необходимо импортировать. Кроме того, глубина залегания проблемного грунта потребует эквивалентного объема сменного заполнителя.Основная проблема, конечно же, — это остаточная влага, которая со временем будет продолжать проникать в область.
Однако можно успешно и безопасно строить на обширных почвах, если содержание влаги может быть уменьшено и стабилизировано от быстрых колебаний.