Пучение грунта это – Пучение грунта что это, виды пучения, как уменьшить влияние пучения грунта на фундамент

Содержание

Пучение грунта что это, виды пучения, как уменьшить влияние пучения грунта на фундамент

Из данного материала вы узнаете, что такое морозное пучение грунта и какую опасность оно представляет для фундамента. Мы рассмотрим классификацию пучинистости грунтов согласно строительным нормативам и разберемся, какие меры необходимо принимать, чтобы уменьшить негативное воздействие пучения почвы на основание дома.


Виктор, 29 лет, г.Москва
«Здравствуйте! Нуждаюсь в совете квалифицированных специалистов — недавно мне удалось приобрести небольшой земельный участок в Подмосковье, на котором я планирую возвести одноэтажную дачу из сруба. Опыт в практических строительных работах у меня имеется, однако осуществляя проектирование фундамента я зашел в тупик.
Новые соседи говорят, что в нашей местности очень сильно проявляется морозное пучение грунта — большинство из них потратило на укрепление фундаментов баснословные деньги, а некоторые дома стоят перекошенные с трещинами.  Подскажите пожалуйста, чем грозит морозное пучение легкому дому из сруба и существуют ли какие-либо способы уменьшения воздействия сил пучения на фундамент здания?»

Мы решили ответить Виктору полноценной статьей, посвященной проблеме морозного пучения и способами борьбы с ней.

 

 

Что такое пучение грунта

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

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


Рис 1.1:  Трещины в цоколе — характерный признак воздействия сил пучения на фундамент дома

Пучениеэто изменение объема почвы, происходящее в следствии замерзания грунтовых вод, которыми она пропитана.

 


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

 

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


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

Выделяют два характера воздействий морозного пучения на основание дома:

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

 

Смотрите также

Глубина промерзания грунта

Мы рассмотрим нормативные величины ГПГ для разных регионов России и узнаем, как определить фактическую и расчетную величину глубины.

 

Несущая способность фундамента

Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве.

 

Вибропогружение Шпунта

Высокая скорость погружения-извлечения различного шпунта (металлопроката) и обратный выкуп по привлекательной цене.

 

 

 

Какие виды почвы подвергаются пучению

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

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

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

 


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

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

Рис 1.3:  Воздействие пучения грунта на плитный фундамент

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

 


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

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

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






Класс пучинистости, %Виды грунта

Грунты, не подвергающиеся морозному пучению;

Расширения объема менее 1%

  • Твердая глинистая почва;
  • Гравелистые грунты не насыщенные водой;
  • Пески крупных и средние;
  • Грунты с большим содержанием горных пород.

Грунты, слабо подвергающиеся морозному пучению;

Расширение объема от 1 до 3.5%

  • Глинистая почва средней плотности;
  • Мелко-песчаные грунты;
  • Пылеватая глинистая почва с вкраплением горных пород в пределах 10-30% от массы глины.

Грунты со средней склонностью к пучению;

Расширение объема от 3.5 до 7%

  • Пластичная глинистая почва;
  • Глинистая почва, суглинок и супесь с вкраплением горных пород свыше 30% от массы.

Грунты с высокой склонностью к пучению;

Расширение объема от 7%

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

 

Таблица 1.1:  Классификация пучинистости грунтов

 

Свайный фундамент помогает избежать проблем с морозным пучением, так как их погружают специалисты нашей компании.

 

Чем пучение почвы опасно для фундамента

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

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

 


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

 


Рис. 1.4:  Результат морозного пучения грунта

Строительная практика показывает, что конкретный земельный участок может иметь крайне сложную схему промерзания и пучинистого поднятия почвы.

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

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

 


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

 

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

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

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

 

Способы уменьшения влияния пучения грунта на фундамент

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

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

Рис. 1.6:  Схема уплотняющей подсыпки под ленточный фундамент


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

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

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

Рис. 1.7:  Комплексная защита фундамента от пучения грунта

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

 

Наши услуги

Мы предоставляем следующие услуги: забивка свай и лидерное бурение. У нас есть собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку:

 

Полезные материалы

Стена в грунте

Это метод применяемый при строительстве различных подземных сооружений рядом с эксплуатируемыми жилыми и нежилыми объектами.

 

Испытания грунтов

Испытание грунтов — это этап строительства, предшествующий проектированию фундамента.

 

Виды и сфера применения забивных ЖБ свай

При проектировании свайных фундаментов зданий и инженерно-технических сооружений выбор типа используемых железобетонных конструкций необходимо производить максимально тщательно.

 

 

kommtex.ru

Пучение грунта это, фото, видео, таблицы

При замерзании грунта происходит процесс, который принято называть пучение грунтов у основания строения. То есть грунт начинает увеличиваться под давлением находящейся в нем воды, превращающейся в твёрдую массу – лёд. Чем больше количество содержащейся в грунте жидкости, тем больше вероятность пучения почвы во время заморозков. При этом стоит учитывать, что грунт бывает разным: какой-то из его типов больше подвержен этому процессу, а какой-то меньше.

Последствия пучения грунта

 

Поэтапность промерзания

Если в земле содержится много песка и гравия, то ей заморозки не страшны. Это идеальный вариант для установки фундамента любого строения. Если таких примесей в почве недостаточно много, то фундамент устанавливается выше промерзающего слоя, вдали от подземных вод. Если этого не учитывать, то в заморозки сложно будет избежать пучения грунта, которое способно привести к серьёзным последствиям: трещинам на каркасе дома и даже к его возможному разрушению. Последствия зависят от того, какова сила давления почвы. Но этого вполне можно избежать, если заранее всё предусмотреть.

Холода в нашей стране могут длиться довольно долго – 2-9 месяцев, в зависимости от региона. Поэтому пучение грунта вполне возможно. Оно не наступает сразу, а проходит поэтапно:

  1. Предварительная стадия.
  2. Основная.
  3. Переохлаждение.

На первом этапе грунт лишь слегка охлаждается. При такой температуре жидкость в ней не промерзает. Но когда наступает второй этап, вода кристаллизируется и превращается в лёд. После этого наступает стадия переохлаждения. То есть происходит сжатие грунта под воздействием сильных холодов. Начинается понижение его температуры, и если в почве много влаги, она пучится. Переход от одного этапа к другому происходит медленно, и просчитать этот процесс невозможно. После прохождения всех этапов начинается оттаивание промёрзшей земли. Кстати говоря, этот процесс может стать причиной оседания дома, на что влияют сила и периодичность процесса.

 

Учитывая эти особенности, стает ясно, что монтаж фундамента ни в коем случае нельзя производить в холодную, точнее в морозную, погоду. Особенно это касается регионов, таких как крайний север, например. Если пренебречь этим правилом, осадку дома и, возможно, его разрушения сразу после постройки избежать не удастся. Но стоит учитывать и ряд других причин, кроме длительных холодов.

Влияния промерзания грунта на фундамент

 

Основные причины данного явления

Пучение происходит из-за замерзания грунтовых вод — это основная причина процесса. Однако пучение происходит и при взаимодействии других факторов. Например, его вполне можно наблюдать и весной, когда сильных морозов нет. Это происходит, когда одна сторона строения всегда находится под постоянным воздействием лучей солнца, а другая — в тени. При этом осенью идут дожди, в результате чего в земле скапливается большое количество влаги, особенно с затемнённой стороны строения. Ночью начинает холодать, и резкий перепад температуры ведет к промерзанию скопившейся в земле жидкости.

 

Лёд в грунте может достигать огромных масс, которые способны вымещать фундамент на поверхность. И все это может произойти всего за одну ночь. Когда всходит солнце, вода тает, и фундамент снова проседает. Вода уходит из почвы, но в последующем процесс может повториться. В результате происходит износ фундамента и строения, установленного на нём.

Весной, в результате такого воздействия, дом может подвергаться просадке на несколько сантиметров, что заканчивается трещинами и прочими разрушениями, устранить которые будет нелегко. Зимой последствия могут быть масштабнее, а износ здания будет происходить быстрее и с большими повреждениями, так как сила промерзания в этот период выше.

Помимо этого, на такой процесс влияют:

  • состав грунта;
  • большое количество свободной воды;
  • длительность заморозков;
  • рельеф;
  • влажность воздуха;
  • количество осадков;
  • глубина залегания подземных вод;
  • направление расположения дома.

Также важно учитывать глубину промерзания грунта, которая во всех городах разная. Рекомендуется устанавливать фундамент ниже этого уровня, хотя всё зависит от конкретно взятой ситуации. При этом надо учитывать все приведённые выше факторы.

Таблица пучения грунта

 

Показатель давления грунта на фундамент

Этот показатель означает давление паутинистого грунта на фундамент постройки. Такая сила всегда разная. Она делится на 2 вида: вертикальную и касательную.

Вертикальная сила наносит меньше вреда постройке. Фундамент в данном случае поднимается не полностью, а лишь по одной из сторон. Разрушения незначительные, и их можно заранее предотвратить. Для этого необходимо использовать для монтажа фундамента только качественный материал, и делать основание строения выше глубины промерзания. А также можно воспользоваться приведенными ниже советами, которые отлично подходят и для следующего вида пучения.

В случае с касательной силой пучения все гораздо сложнее. Грунт не просто поднимается вверх, но и расслаивается. Это может повлечь полноценное разрушение здания, стоящего на нем. Особенно опасно такое явление, если дом недостаточно тяжёлый и выполнен из дерева. Лучше всего на такой земле себя будет чувствовать кирпичная постройка.

Поможет ли замена грунта?

Если на участке замечено пучение, деформация строения и фундамента — нередко проводится замена грунта, что является наиболее верным решением. Но при этом важно учесть одну деталь: чем больше в новой земле будет содержаться песка и грунта, тем лучше. Это предотвратит повторение подобной ситуации. Конечно, переусердствовать тоже не стоит.

Песок с гравием также рекомендуется использовать для создания подушки. Таким образом замена грунта даст больше эффективности, а уровень защиты от его промерзания многократно возрастёт. Желательно, чтобы частицы песка были крупными.

Схема замещения пучинистого грунта песком

 

Как сделать песчаную подушку?

Для нее понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • геоткань;
  • вода;
  • гравий;
  • песок;
  • лопата;
  • строительный уровень;
  • трамбовка;
  • гидроизоляция.

Первым делом роется котлован либо траншея на глубину промерзания грунта. После этого вырытую яму следует выровнять и обложить в несколько слоев геотканью — она защитит от попадания к фундаменту жидкости из нижних слоев почвы. Затем проводится насыпка песка, тоже в несколько слоев. Каждый слой увлажняется и тщательно трамбуется. Между каждым слоем обязательно укладывается щебень. В результате получится подушка нужной высоты. Обычно её высота не превышает 200 мм. Поверх неё стелется гидроизоляционный слой. В заключение делается армирование опалубки и, наконец, заливается бетон.

Схема фундамента в разрезе

 

Можно ли еще уменьшить ущерб?

Пучение грунта можно предотвратить и другими способами, которые лучше комбинировать с описанными выше. Самый простой – удаление из грунта жидкости. Для этого создается отмостка для защиты фундаментального основания от осадков и подземной влаги. Также можно соорудить и дренажную систему. Другой способ заключается в утеплении фундамента. Это рекомендуется делать для всех построек в нашей стране. В данном случае утепляется грунт вокруг дома, что и предотвращает промерзание и, соответственно, пучение. Используемые материалы должны обладать высочайшими показателями долговечности и влагоустойчивости.

Еще один способ предотвратить пучение грунта – прокладка под фундамент рубероида. И, наконец, можно искусственно снизить температуру промерзания земли. Для этого применяются специальные реагенты, которыми необходимо обработать грунт перед заливкой фундамента. Другие эффективные способы:

  1. Обмазка фундамента спецсоставами.
  2. Расширение фундамента.
  3. Засоление грунта под фундаментом.

 

Любой из этих способов эффективен в борьбе с пучением грунта во время заморозков. Если несколько из них будут скомбинированы, то это только усилит эффект. Поэтому, начиная строительство дома, заранее позаботьтесь о таком важном моменте, как предотвращение промерзания почвы под фундаментом.

rfund.ru

Пучение грунта

«Здравствуйте, уважаемые инженеры. Планирую построить небольшой двухэтажный коттедж из пенобетона (6*6 м). Столкнулся с проблемой пучинистой почвы — как говорят соседи, фундаменты своих домов им приходилось неоднократно укреплять, чтобы устранить деформации от выталкивающих нагрузок. Помогите пожалуйста разобраться, на каком фундаменте лучше строить здание на такой почве и чем вообще грозит фундаменту пучинистый грунт. Заранее спасибо»

Вы узнаете что такое пучение грунта, какие почвы склонны к пучению, а так же подробно о негативном влиянии пучения на грунт и как его уменьшить. Подробно о пучении грунтов на странице.

Пучение грунта — что это

Пучение — это  сезонное увеличение объема грунта, спровоцированное заледенением грунтовых вод, которыми он пропитан.

В результате воздействия сил пучения на основание дома происходит выталкивание постройки из грунта, что становится причиной деформации стен — перекашивания дверных и оконных проемов, их растрескивание, разрушение цокольного перекрытия и самого фундамента.

Важно: исходя из научной точки зрения склонность к почвы к пучению объясняется тем, что в жидком состоянии плотность воды равна 1 тонне на м3, тогда как при переходе в замерзшее состояние ее плотность уменьшается до 0,917 т/м3.

Рис. 1.1: Пучение грунта

При промерзании грунтовых вод влага, не меняя своего удельного веса, увеличивается в объемах на 2-9.5%, вместе с ней расширяется и грунт. Поскольку глубинные пласты почвы имеют высокую плотность, и под воздействием давления они не сжимаются, единственный способ расширения для пучинистого пласта грунта — движение вверх. Под воздействием такого расширения фундамент, если силы пучения не уравновешиваются массой самого здания, попросту выжимается из грунта.

Рис. 1.2: Последствия пучения грунта

Все нагрузки от пучения почвы, которые переносит фундамент, в зависимости от характера воздействий классифицируются на две группы:

  • Вертикальные нагрузки — передаются на опорную подошву фундамента от расположенного под ней пласта почвы;
  • Касательные нагрузки — передаются на боковые стенки фундамента от соприкасающейся почвы.

Важно: наибольшее деструктивное воздействие на основание оказывают вертикальные нагрузки, их сила значительно превышает воздействия бокового пучения.

Рис. 1.3: Направления воздействия сил пучения на фундамент

Какие виды почвы имеют склонность к пучению

К почве, подверженной морозному пучению, относятся все виды грунта, в составе которых содержатся мелкие пылеватые частицы, склонные к связыванию и удерживанию грунтовой либо поверхностной влаги. В целом, чем более водонасыщенным является грунт, тем сильнее будет его пучение.

Представляется вашему вниманию классификацию пучинистости почвы в соответствии с ГОСТ №25100:






Группа пучинистости почвыТип почвы
Непучинистые грунты (расширение не более 1% от исходного объема)·         Высокоплотный глинистый грунт;

·         Сухие гравелистые породы;

·         Песчаная почва средних и крупных фракций;

·         Почва с большим количеством каменистых вкраплений.

Слабопучинистые грунты (расширение в пределах 1-4%)·         Среднеплотный глинистый грунт;

·         Мелкофракционная песчаная почва;

·         Глинистый пылеватый грунт с каменистыми вкраплениями 15-30% от общей массы;

Среднепучинистые грунты (расширение в пределах 4-7%)·         Низкоплотный глинистый грунт;

·         Супесь;

·         Суглинистая почва.

Сильнопучинистая почва (расширение свыше 7%)·         Мягкопластичный глинистые породы;

·         Пылеватый песчаный грунт насыщенный водой.

Важно: в Московском регионе более 85% всех типов почвы относятся к категории средне и сильнопучинистого грунта.

Отметим, что силы пучения могут быть дополнительно увеличены сторонними факторами, такими как сезонное поднятие грунтовых вод либо обильные атмосферные осадки в осеннее время, в результате которых влагой пропитывается более толстый пласт почвы.

Негативные влияния пучения грунта на фундамент

Деструктивное воздействие на основание дома оказывают не только выталкивающие нагрузки, провоцируемые морозным пучением, но и возвращение грунта к своим первоначальным объемам, которым сопровождается оттаивание влаги.

Рис. 1.4: Последствие неравномерного пучения грунта

При наступлении холодов содержащаяся в почве влага замерзает и увеличивает свой объем, что приводит к выталкиванию фундамента на поверхность и его деформации. Когда морозы заканчиваются вода оттаивает, плотность почвы уменьшается и она сседается до объемов, на 1-2% меньше первоначальных, из-за чего здание дополнительно просаживается.

Важно: проблема пучения также может усугубляться неравномерным промерзанием грунта, причиной которого является отличающаяся толщина снегового покрова по периметру здания. Снег выступает в качестве теплоизолятора — чем он тоньше, тем глубже будет промерзать грунт, и наоборот. Производя уборку участка никогда не формируйте насыпи снега под одной из стен дома.

Как уменьшить влияние пучения на фундамент дома

Зная , что на отведенном под строительство участке доминирует пучинистый грунт, крайне важно правильно подойти к выбору фундамента. Как уже было сказано, наибольшее деструктивное воздействие на основание дома оказывают вертикальные силы пучения, которые передаются на опорную подошву фундамента от расположенных под ней пластов почвы.

Пучению подвергается поверхностный шар грунта, промерзающий в зимний сезон. Для каждого региона глубина промерзания почвы будет разной, как правило она не превышает 1.5-2 м. Чтобы свести к нулю воздействие вертикального пучения на основание, опорную подошву фундамента необходимо закладывать ниже промерзающего пласта грунта.

Рис. 1.5: Карта промерзания почвы на территории России

В таком случае на фундамент дома будут действовать лишь касательные силы, которые уравновешиваются нагрузкой, исходящей от массы самого здания.

Проблема в том, что закладка ленточного либо плитного фундамента ниже глубины промерзания почвы — крайне затратный в финансовом плане процесс, поскольку на ленту высотой в 2 метра требуется огромное количество расходных материалов — бетона и арматуры.

Важно: решением проблемы является обустройство фундамента на железобетонных сваях, итоговая стоимость которого получается значительно меньшей, а несущие характеристики, устойчивость в грунте и долговечность превосходят аналогичные свойства как ленточного, так и плитного фундамента.

В низко и среднепучинистых грунтах допустимо закладывать фундаменты ленточного и плитного типа, однако их обустройство должно в обязательном порядке сопровождаться формированием под опорной подошвой основания уплотняющей подушки из песка и гравия.

Данная подсыпка заменяет пласт пучинистой почвы на грунт, не склонный к увеличению своего объема, что уменьшает силы действующего на фундамент вертикального пучения. Толщина подсыпки подбирается исходя из степени пучинистости почвы, она может варьироваться в пределах от 20 до 50 см.

Рис. 1.6: Песчано-гравийная подушка под фундамент

Чтобы уменьшить касательные нагрузки на фундамент в сильнопучинистом грунте, расширение которого превышает 7% от первоначального объема,  производится замена почвы по контуру стенок фундамента на песок. Ширина заменяемого пласта — от 50 до 100 см. При этом стенки и дно котлована, в который засыпается песок, устилаются гидроизоляционным материалом — стеклохолстом либо геотекстилем, что предотвращает пропитывание подсыпки грунтовой влагой.

Рис. 1.7: Замена пучинистого грунта песком и обустройство дренажной системы

Полезные материалы

 

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

 

 

 

 

ustanovkasvai.ru

Морозное пучение грунта

Сезонные механические колебания, вызванные промерзанием земли в холодное время года, называется пучением грунта. Изучение данного процесса очень актуально при проектировании и возведении фундаментов, так как подвижки грунтов у основания строения при неверных расчетах могут быть критичными для целостности конструкций.

Промерзая, грунт начинает увеличиваться под действием расширения находящейся в нем влаги. И чем больше содержание воды в почве, тем больше вероятность ее пучения во время заморозков. При этом стоит учитывать, что из-за разнообразия типов грунтов, они по разному подвержены механическим изменениям.

Механизм увеличения объема грунта

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

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

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

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

Факторы, способствующие пучению грунта

Основные факторы влияющие на процесс расширения грунта:

  • Насыщенность водой. Чем выше уровень грунтовых вод на участке, тем более сильно проявляет себя пучение. Необходимо понижать уровень грунтовых вод если это возможно.
  • Количество осадков.
  • Глубина залегания подземных вод.
  • Температура и длительность заморозков.
  • Важно учитывать глубину промерзания грунта, которая во всех регионах разная.
  • Влажность воздуха.
  • Рельеф участка.
  • Тип грунта на участке. Это немаловажный фактор, так как сила морозного давления зависит от состава почвы и ее способности удерживать влагу.

Таблица: Глубина заложения фундамента с учетом видов грунта.

ВИДЫ ГРУНТОВРАССТОЯНИЕ ОТ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНИРОВКИ ДО УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД В ПЕРИОД ПРОМЕРЗАНИЯГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА ОТ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНИРОВКИ
Скальные и крупнообломочные грунты, а также пески гравелистые, крупные и средней крупностиЛюбоеНе зависит от расчетной глубиныпромерзания
Пески мелкие и пылеватые, а также супеси мелкой консистенцииПревышает расчетную глубину промерзания на два метра и более
Пески мелкие и пылеватые, а также супеси независимо от их консистенцииМенее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем на два метраНе менее расчетной глубины промерзания
Супеси пластичной и текучей консистенцииЛюбое
Суглинки и глины с твердой консистенциейПревышает расчетную глубину промерзания на два метра и болееНе зависит от расчетной глубиныпромерзания
Суглинки и глины мягкопластичной консистенцииМожет назначаться менее расчетной глубины промерзания при условии защиты грунтов основания от увлажнения поверхностными водами, а также от промерзания в период строительства и эксплуатации
Суглинки и глины текучепластичной и текучей консистенцииЛюбоеНе менее расчетной глубины промерзания
Суглинки и глины независимо от их консистенцииМенее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем на два метра

Показатель давления грунта и его влияние на фундамент

Данный показатель означает давление паутинистого грунта, в частности — на фундамент постройки. Лед в земле может достигать огромных масс, которые способны вымещать фундамент на поверхность. Выделяют два вида типа выталкивающего воздействия на основание дома:

  • Вертикальное выталкивающее воздействие. Оно происходит вследствие пучения слоев почвы, расположенных под основанием здания.
  • Касательное выталкивающее воздействие, происходящее вследствие пучения грунта, контактирующего с боковыми стенками фундамента.

Вертикальная сила наносит меньше вреда фундаменту. Деформации незначительные, и их можно заранее предотвратить. Для этого необходимо использовать для устройства фундамента только качественные компоненты, и делать основание строения ниже глубины промерзания.

При воздействии касательной силы, грунт не просто поднимается вверх, но и расслаивается. Это может повлечь полноценное разрушение здания, стоящего на нем. Особенно опасно такое явление, если дом имеет небольшую массу.

Схематически воздействие выталкивающих сил на основание дома представлено в следующей таблице:

А — давление фундамента на грунт. Б — сопротивление грунта. В — выталкивающие силы. Г — касательные боковые силы. УГВ — уровень грунтовых вод. УПГ —  уровень промерзания грунта.
Неправильный способ закладки фундамента. Фундамент, заложенный выше уровня промерзания грунта, выталкивают силы вспучивания, поднимая его на высоту (а).Правильный способ закладки фундамента. Фундамент, заложенный ниже уровня промерзания грунта, не испытывает давления промерзлого грунта.

Видео по теме:

Минимизация последствий пучения в частном строительстве

Если грунт на вашем участке подвержен сезонным подвижкам, то при строительстве на такой основе нужно позаботиться о дальнейшей безопасности целостности конструкций. Для этого нужно соблюдать несколько базовых правил:

  • Необходимо знать тип грунта.
  • Знать глубину промерзания для вашего региона.
  • Заглублять основание ниже глубины промерзания для борьбы с выталкивающими силами.
  • Минимизировать касательные боковые силы. Этого можно добиться обмазкой фундамента специальными составами или уменьшением площади бокового контакта (свайные фундаменты).
  • Подбирать оптимальный тип фундамента исходя из проекта дома и свойств почвы на участке.
  • Проводить дополнительные мероприятия по утеплению участков близлежащих к фундаменту. В данном случае утепляется грунт вокруг дома, что предотвращает промерзание.
  • Бороться с искусственным переувлажнением почвы. Для этого сооружается отмостка для защиты основания дома от осадков. Можно также использовать дренажную систему (более дорогостоящее решение).

Любой из этих способов эффективен в борьбе с морозным пучением грунта. А их комбинация только усилит эффект. Начиная строительство дома, заранее позаботьтесь об этом и минимизируйте нежелательные последствий от возможных деформаций фундамента.

poweredhouse.ru

Пучение грунта и основания: причины и методы борьбы

Разместите заявку

Пучение грунта происходит из-за замерзания воды.

При отрицательной температуре вода переходит в твердое состояние и расширяется.

Из статьи вы узнаете опасно ли пучение грунта, нужно ли с ним бороться и как предотвратить его.

Почему пучит грунт и основание

Грунт – это смесь различных веществ. В большинстве регионов России грунт состоит из глины, суглинков, песка и перегноя.

На глубине 30-300 метров ниже поверхности протекают подземные (грунтовые воды). Во влажных и болотистых почвах грунтовые воды поднимаются к самой поверхности. Возле водоемов и рек почва насыщена водой, ведь ее питают подземные, грунтовые воды и поверхностные источники воды. После дождя или таяния снегов большая часть воды уходит в реки и озера, но небольшое количество впитывается в землю, увеличивая вероятность пучения.

Когда температура опускается ниже нуля градусов, поверхность почвы охлаждается. Тепло глубоких слоев земли нейтрализует холод из атмосферы, в результате грунт промерзает. Известны случаи промерзания грунта на глубину 9,5 метров (Норильск, Салехард и другие северные города), но в большинстве регионов России глубина промерзания грунта не превышает двух метров.

Что происходит во время пучения грунта

Если грунт сухой или с минимальным количеством воды, то снижение температуры ниже нуля градусов никак не влияет на его прочность и состояние. Если содержание воды в грунте велико (влажный и болотистый грунт), то, превращаясь в лед, вода увеличивается в размерах на 11 процентов.

Если слой воды толщиной 1-2 см, то пучение не причинит вреда. Но слой воды в грунте простирается на десятки метров, поэтому при вспучивании поверхность поднимает на несколько сантиметров.

Сила пучения настолько велика, что разрушает не только основание тротуаров, но и стены из кирпича и бетона. Согласно исследованиям, давление при переходе воды из жидкого в твердое состояние достигает 2500 кг на сантиметр квадратный.

Пучение грунта

Во время ливня, дождя или наводнения под плитку попадает вода. Она просачивается сквозь основание и впитывается в землю. Если вода не успела впитаться в землю и опуститься ниже уровня промерзания, при снижении температуры она замерзает и вспучивает грунт и основание. Чем больше воды задержалось в материалах основания и грунте, тем тяжелей последствия пучения.

Опасно ли пучение грунта

Это зависит от основания замощенного участка и вида мощения. Для мощеных диким камнем садовых дорожек (укладка на грунт или тонкий слой щебня/песка) пучение не опасно. Основание и покрытие такого мощения не имеют жесткой структуры, поэтому свободно поднимаются и опускаются вслед за пучением. Так же не опасно пучение верхнего слоя песка под тротуарной плиткой, в этом случае плитка поднимается на 0,5-3 мм и после оттаивания песка возвращается на место.

Если у вас песчано-щебенчатое основание под тротуарную плитку, то пучение вызовет сдвиги в основании и приведет к образованию пустот. В результате основание и плитка, просядут, образуя яму. Еще более опасно пучение для бетонных подушек и керамической (клинкерной) плитки и керамогранита. Подъем вспученного грунта даже на 1 см приводит к разлому подушки и трещинам в плитке.

Глубина промерзания грунта

Как предотвратить пучение грунта

Чтобы предотвратить пучение, необходимо обеспечить качественное отведение поверхностной воды и предотвратить снижение температуры ниже нуля градусов. О том, как сделать качественное водоотведение, читайте в статье (Схемы дренажа дождевых и талых вод). Способы утепления грунта и основания вы найдете в статье (Как сделать основание для укладки тротуарной плитки на болотистых и влажных почвах).

Несмотря на то, что пучение не опасно для садовых дорожек из дикого камня, желательно даже для них утеплять грунт. Ведь каждое вспучивание будет увеличивать пустоты в грунте и песчаном (щебенчатом) слое и через 5-10 лет возможен перекос отдельных плит.

Утепление грунта пенопластом

Пучение грунта и основания снижает надежность и срок службы отмостки, поэтому необходимо предотвращать возможность пучения. Увеличение стоимости работ на 3-10 процентов – намного меньше, чем траты на полную переделку отмостки. Из статьи вы узнали, почему вспучивает грунт и основание и каким образом предотвращают пучение.

trotuar.biz

ПУЧЕНИЕ ГРУНТОВ — это… Что такое ПУЧЕНИЕ ГРУНТОВ?



ПУЧЕНИЕ ГРУНТОВ

Пучение грунтов
— процесс,
происходящий в глинистых грунтах и сопровождающийся их вспучиванием (от 2 до 40 см) и разрушением.
П. объясняется воздействием отрицательных температур на воду,
содержащуюся в порах глины. Для предупреждения деформации сооружений,
в основании которых залегает глина,
фундамент их следует закладывать ниже глубины промерзания грунта.
П. может наблюдаться в дамбах,
если глинистый грунт окажется насыщенным водой-

Справочник по прудовому рыбоводству. — М.: Пищепромиздат.
Исаева. И. (редактор), Кадзевич Г. В., Мухина Р.И., Пахомов С. П., Рыженко М. И. и Циунчик Р. И..
1959.

  • ПУЛЬПА
  • РАЗМЕРНЫЕ ГРУППЫ СЕГОЛЕТКОВ И ГОДОВИКОВ КАРПА

Смотреть что такое «ПУЧЕНИЕ ГРУНТОВ» в других словарях:

  • Пучение почвы — увеличение в объеме п. при изменении различных факторов: интенсивности нагрузки на участках, сопредельных с данным, влажности, температуры и др. Наиболее существенным является пучение глинистых п. и грунтов при замерзании в условиях высокой… …   Толковый словарь по почвоведению

  • Морозное пучение —         грунтов (a. frost heaving; н. Frosthebung; ф. gonflement des roches du au gel; и. hinchamiento frio, hinchamiento de frio, hinchamiento de heiada) процесс увеличения объёма и деформирования дисперсных грунтов при промерзании и образования …   Геологическая энциклопедия

  • СП 11-105-97: Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов — Терминология СП 11 105 97: Инженерно геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов: Геологическая среда Верхняя часть литосферы, представляющая собой… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • В районах распространения многолетнемерзлых грунтов — 6.7.2.1 В районах распространения многолетнемерзлых грунтов следует дополнительно к 6.7.1 в техническом отчете устанавливать: распространение, особенности формирования, условия залегания и мощность многолетнемерзлых грунтов; среднегодовую… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • морозное пучение — 3.1 морозное пучение: Внутриобъемное деформирование промерзающих влажных грунтов, приводящее к увеличению их объема вследствие кристаллизации поровой и мигрирующей воды с образованием кристаллов и линз льда. Источник: ГОСТ 28622 2012: Грунты.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • морозное (криогенное) пучение — 3.6 морозное (криогенное) пучение : Процесс, вызванный промерзанием грунта, миграцией влаги, образованием ледяных прослоев, деформацией скелета грунта, приводящих к увеличению объема грунта и поднятию его поверхности. Источник: С …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Водно-физические свойства грунтов — влагоемкость, размокаемость, кабухяние, усадка, морозное пучение, пористость, высота капиллярного поднятия воды в грунтах, коэффициент фильтрации грунтов …   Геологические термины

  • Морозное пучение —         увеличение объёма промерзающих влажных почв и рыхлых горных пород вследствие кристаллизации в них воды (образующей ледяные прослойки, линзы и т. д.) и разуплотнения минеральных частиц. Наблюдается в областях распространения сезонно и… …   Большая советская энциклопедия

  • Перигляциальные процессы — (от Пери… и лат. glacies лёд)         термин, введённый в 1909 польским географом и почвоведом В. Лозиньским для процессов и геологических образований, свойственных зоне с суровым холодным климатом, примыкавшей к плейстоценовым ледниковым… …   Большая советская энциклопедия

  • СТО 70238424.27.140.042-2009: Гидроэлектростанции. Долговременные наблюдения за развитием техноприродных процессов в зоне взаимодействия оснований и сооружений. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.27.140.042 2009: Гидроэлектростанции. Долговременные наблюдения за развитием техноприродных процессов в зоне взаимодействия оснований и сооружений. Нормы и требования: 3.1 безнапорная фильтрация : Фильтрация жидкости в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

pond_fish_farming.academic.ru

Морозное пучение грунта и его влияние на фундаменты

Морозное пучение грунта – это невидимый, но очень коварный «враг» для оснований и фундаментов (а следовательно и для надземных конструкций), о котором должен знать и помнить каждый застройщик вне зависимости от того какой тип сооружения он собирается возводить – дом или фонарный столб. С негативными последствиями от действия на фундаменты сил морозного пучения сталкиваются главным образом те, кто не учитывал или пренебрег ими на стадии проектирования и инженерных изысканий.

Сущность морозного пучения грунтов

Если говорить максимально простым языком, то морозным пучением грунтов называют естественное (природное) явление, в основе которого лежит свойство некоторых грунтов увеличиваться в объеме при замерзании. Морозное пучение влажного грунта сопровождается изменением и нарушением его структуры (скелета), результатом чего могут стать подвижки и смещение замерших поверхностных грунтовых слоев, что в конечном итоге часто приводит к неравномерным осадкам оснований и деформациям фундаментов.

Природа происхождения данного явления объясняется тем, что находящиеся в порах грунта частицы воды под воздействием отрицательных температур превращаются в лед, увеличиваясь в объеме на 3-15%. При этом сам грунт прибавляет в объеме от 10 до 100%.

Результатом объемного расширения воданасыщенных грунтов становится появление в их толще дополнительных выталкивающих сил, направленных снизу вверх (к дневной поверхности). В зимнее время эти силы достигают своего максимального значения, величина которого соизмерима с весом конструкций двухэтажного дома, а нередко и превышает его. Пучение замерзшего грунта может усиливаться за счет миграции грунтовой влаги, поступающей из нижележащих слоев вверх к границе промерзания, из чего можно сделать вывод, что чем ближе уровень подземных вод расположен к дневной поверхности, тем более пучинистым является грунт.

На фундаменты, заложенные в пучинистых грунтах в зимнее время помимо вышеупомянутых вертикально-ориентированных выталкивающих сил действуют еще и боковые (касательные) силы морозного пучения, направленные так, как показано на Рис.1. Не стоит пренебрегать ими при выполнении расчетов оснований и фундаментов, т.к. величина касательных сил пучения может достигать 5-6 тонн на 1 м2 боковой поверхности фундамента.

Рис.1. Действие сил морозного пучения грунта на фундамент
В — выталкивающие силы морозного пучения грунта;
К — касательные силы морозного пучения грунта;
УПГ — уровень сезонного промерзания грунта.

Практически все известные типы грунтов могут проявлять при промерзании пучинистые свойства. Исключением являются лишь твердые (монолитные) скальные породы, характеризующиеся наличием жестких структурных связей между частицами.

Основными численно-измеряемыми параметрами и характеристиками грунтов, по величине которых можно дать количественную оценку степени их морозоопасности (интенсивности сил морозного пучения), являются: гранулометрический и химический составы, степень водонасыщения (количество влаги в порах грунта), глубина заложения уровня грунтовых вод в зимний и весенний периоды и др.

В большей степени морозному пучению подвержены тонкодисперсные глинистые грунты (не имеют жестких структурных связей): глины, супеси, суглинки, а также некоторые пески (от пылеватых до мелких), в гранулометрическом составе которых имеются включения глинистых и супесчаных частиц в количестве более 10% (на единицу объема грунта). Также, именно в глинистых грунтах содержится самое большее количество так называемой «пленочной воды», что является одним из ключевых факторов для оценки и прогноза пучинистых свойств грунта при замерзании.

В меньшей степени морозно-пучинистые свойства проявляют гравелистые и крупнообломочные пески размером фракции от средних до крупных (плотные и средней плотности), не содержащие посторонних примесей и пылевато-глинистых частиц, т.е. являющиеся однородными по составу. Также данная группа песчаных грунтов характеризуется высокой фильтрационной способностью, т.е. при замерзании вода в них не задерживается.

Влияние морозного пучения на фундаменты

Согласно требованиям действующих нормативов отметка низа подошвы мелкозаглубленных фундаментов должна быть ниже нормативной глубины сезонного промерзания рассматриваемого типа грунта. В противном случае (см. Рис.2) фундамент в зимнее время будет подвергаться выталкивающему действию нормальных и касательных сил морозного пучения, величина которых соизмерима с приложенной по обрезу фундамента нагрузкой от веса вышележащих конструкций (стен, перекрытий, полов, крыши и кровли и т.д.), а в некоторых случаях может в разы превысить ее (и такие случаи не редкость).

Не учет пучинистых свойств грунта (интенсивности сил морозного пучения) в расчетах оснований и фундаментов на стадии проектирования может привести к весьма неприятным последствиям!

Рис.2. Последствия от действия сил морозного пучения грунта

Похожие статьи

probuild-info.ru