Какие грунты относятся к пучинистым: Что такое пучинистые грунты — SGround.ru

Пучинистость грунтов и фундамент

Глава из книги «Малозаглубленный ленточный фундамент»

Пучинистость грунтов, вызывания способностью грунта удерживать воду в своей структуре,  является серьезным врагом ленточных фундаментов. Особенно критична неравномерная пучинистость подлежащих грунтов, приводящая к неравномерным нагрузкам на фундамент.  Чаще всего неравномерная пучинистость грунтов может быть вызвана наличием разнородных подлежащих грунтов под малозаглубленным ленточным фундаментом. Также неравномерная пучинистость может быть вызвана неравномерным прогревом почвы от солнца, разницей в утеплении грунта (в том числе при неравномерном укрытии грунта рядом с домом снегом), наличием отапливаемых и неотапливаемых помещений на одном фундаменте. Кроме глинистых грунтов, к пучинистым грунтам относятся пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу сезона промерзания влажность выше определенного уровня.

Перечень пучинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 приведен в таблице: 

Таблица. Пучинистость грунтов.

Для обзора важнейших свойств грунтов и их пригодности для строительства мы предлагаем обратиться  к сводной таблице: 

Таблица. Характеристики грунтов (Таблица адаптирована из раздела R406.1 Международного строительного кода для жилых домов International Residential Code — 2006)

Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уровнем грунтовых вод (УГВ). Чем выше стоят грунтовые воды, тем больше будет расширяться грунт при замерзании. Способность удерживать и «подсасывать» воду из нижележащих слоев обеспечивается наличием в структуре грунта капилляр и подсосом ими воды. Грунт при расширении замерзающей водой (льдом) начинает увеличиваться в объеме.

Происходит это из-за того, что вода увеличивается в объеме при замерзании на 9-12%. Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Также выше пучинстость у грунтов с плохими дренажными характеристиками. При промерзании грунта сверху (от уровня земли или планировки) еще незамерзшая вода отжимается льдом в нижележащие слои грунта.

Если дренажные свойства грунта недостаточные, то вода задерживается и быстро промерзает, вызывая дополнительное расширение грунта. На границе раздела положительных и отрицательных температур могут намораживаться линзы льда, вызывая дополнительных подъем грунта.  Чем больше плотность грунта, тем меньше в нем капилляров и пустот (пор) где может задерживаться вода и, следовательно, меньше потенциал расширения при замерзании.

Малозаглубленный ленточный фундамент по определению закладывается на глубины сезоннопромерзающего слоя грунта. При замерзании грунта и начале его движения на фундамент начинает действовать сила, вектор которой приложен перпендикулярно к подошве фундамента (при условии, что подошва лежит в горизонте).

Под действием этой силы, приложение которой зачастую бывает  неравномерным по длине фундамента, фундамент и само здание может подвергаться также неравномерным перемещениям.   Кроме давления вверх, пучинистый грунт при замерзании может оказывать давление и по горизонтали, и по касательной к вертикальной плоскости ленты фундамента.

Сила морозного пучения зависит и от величины отрицательных температур и от продолжительности их действия. Максимальное морозное пучение грунта в России приходится на конец февраля –март.  Если вы строите ленточный малозаглубленный фундамент на сильнопучинстом грунте, вам придется думать, как снизить воздействие не только касательных составляющих сил морозного пучения, но также и их горизонтальных составляющих. Примерзающий к фундаменту грунт способен не только обеспечить боковое сжатие фундамента, но и его защемление силами бокового сцепления и подъем, что может вызвать деформацию фундамента (особенно критично для сборных ленточных  фундамент из блоков).  

Поэтому, если вы решаетесь строить малозаглубленный ленточный фундамент на сильно- или чрезмернопучинистом грунте, вам лучше выбрать в качестве фундамента жесткую монолитную железобетонную раму, а не сборный ленточный фундамент из блоков. К тому же придется повести ряд мероприятий по снижению силы трения между фундаментом и грунтом, и теплотехнические мероприятия для снижения сил морозного пучения.

Таблица. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м.

Что можно сделать для уменьшения воздействия сил морозного пучения грунта на фундамент:

• Устроить хороший дренаж сезоннопромерзающего грунта вблизи фундамента.
• Обеспечить водоотведение ливневых и талых вод с помощью твердой или мягкой отмостки.
• Утеплить поверхность промерзающего грунта вблизи фундамента.
• Рассмотреть возможность засоления грунтов веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры.

Самым простым и недорогим способом является горизонтальное утепление грунта  вокруг здания (о котором мы поговорим подробно ниже)  и вертикальное утепление ленточного фундамента.  Кроме снижения теплопотерь дома  (от 10 до 20%), утепление пенополистиролом подземной части фундамента играет еще и важную роль в снижении трения между грунтом и фундаментом при пучении и компенсации расширения грунта.

Важную роль в снижении пучинистости грунтов играет правильное дренирование. Для снижения сил морозного пучения требуется как можно сильнее обезводить грунт в непосредственной близости к малозаглубленному ленточному фундаменту. Для этого траншеи  для ленточного фундамента выкладываются геотекстилем, после отливки фундамента и выполнения гидроизоляции и утепления фундамента, на дно укладываются дренажные трубы кольцевого дренажа вокруг всего дома, и засыпаются дренажной смесью из песка и керамзита, либо просто песком.   Пристеночная дренажная мембрана также помогает отводить воду вглубь – к дренажным трубам.

В особо тяжелых грунтовых условиях можно прибегнуть к полной или частичной замене грунта, подлежащего и прилегающего к малозаглубленному ленточному фундаменту.

В отечественной строительной литературе вообще не рассматривается роль крупных лиственных деревьев в подвижках пучинистых грунтов. Между тем лиственные деревья способны серьезно влиять на режим водонасыщения грунтов.

Просадочные и пучинистые грунты в геотехнике

Объемные изменения в грунтах оснований во многих случаях отражаются отрицательно на состоянии возведенных на них сооружений, и задача специалиста геотехника— установить возможность развития таких явлений и определить меры борьбы с ними.

Объемные изменения могут возникнуть под действием многих причин, главнейшими из которых являются промерзание и высыхание.

Пучинистые грунты

Чем больше глинистых частиц в грунтах и в скальных породах основания, чем легче сооружение и менее глубоко заложен фундамент и чем больше глубина промерзания, тем больше опасностей для сооружения. Грубозернистые грунты мало изменяются в объеме при промерзании, так как в лед превращается только та вода, которая непосредственно содержится в порах грунта. Глинистые фракции в тонкозернистых грунтах обладают способностью постоянно абсорбировать воду из нижележащих слоев, которая, замерзая, образует тонкие прослойки льда, поэтому горная порода имеющая в составе глинистые грунты относится к пучинистым грунтам. Накопление частиц льда после длительного, периода промерзания приводит к морозному пучению грунта, достигающему иногда нескольких десятков сантиметров, что особенно вредно отражается на легких постройках или на недостаточно прочных частях сооружений, например на оконных парапетах подвальных этажей. Явления морозного пучения грунтов известны давно, и мероприятия по их предотвращению изложены в строительных нормах. Наиболее простым способом избежать последствия морозного пучения является увеличение глубины заложения фундаментов. Также, в современной геотехнической практике распространены методы утепления покровных слоев грунта за счет укладки теплоизоляционных гидрофобных плит по периметру здания или сооружения. Вид утеплителя, толщина и площадь покрытия обычно определяются расчетным методом на этапе проектирования.

Возможность объемных изменений в скальных породах часто остается без внимания. Например на складе для хранения семян Минсельхоза России в Краснодарском крае, построенного на песчанистых мергелях мелового возраста, фундаменты наружных кирпичных стен заложены на глубину от 0,8 до 1,2 м, а колонны заглублены на 1,8—2,0 м. После нескольких лет эксплуатации в здании появились трещины, поломались окна, что как оказалось, явилось следствием пучения скального основания стен, но не более глубоко посаженых колонн. Непосредственной причиной этих повреждений явились вертикальные деформации продольных жестких балок в сооружении, которые сначала были отнесены за счет осадки колонн. Однако при более детальном обследовании выяснилось, что в основании наружных стен между прослоями мергелей образовались включения льда.

Причинами повреждения некоторых зданий, являются также морозное пучение грунтов под полом неотапливаемых подвальных помещений и проникновение в них весенних талых вод из-за недостаточной гидроизоляции и покрытий полов от более тяжелых и глубже заложенных и вследствие этого менее выпучиваемых колонн.

Очень часто происходит морозное пучение глинистых грунтов в основании зданий холодильников, возникающее после нескольких лет их эксплуатации, несмотря на теплоизоляционные устройства. Грунты в периферийной части основания холодильника прогреваются потоком тепла, поступающего из окружающей среды, и не промерзают, а грунты в центральной части промерзают и пучатся на высоту десяти и более сантиметров, что ведет к серьезным повреждениям сооружения. Во избежание этого явления холодильники рекомендуется строить с подвальными помещениями или с искусственно подогреваемым покрытием в подошве.

Просадочные грунты

Высыхание, связанное с изменением объема грунта,—другая причина повреждений зданий. Довольно часто происходят разрушения зданий в результате естественных процессов высыхания и просадки меловых и третичных глин. В районах распространения лондонских глин это явление приняло такие размеры, что научно-исследовательскому строительному институту пришлось провести специальную разъяснительную компанию среди населения.

Повреждения возникают в стенах южной экспозиции, в основании наружной части которых влажность грунта уменьшается на несколько процентов по сравнению с основанием внутренней части. В результате происходит перекос фундамента здания, и в его стенах появляются вертикальные трещины или, если перекрытия конструктивно усилены, образуются косые трещины. Поэтому часто повреждаются углы сооружений.

Известно вредное влияние на сооружения корней деревьев корни которых распространяются широко вокруг фундаментов зданий и являются причиной понижения уровня подземных вод и снижения влажности глинистых грунтов, что приводит к просадке грунта. Особую осторожность необходимо проявлять при посадке тополей, так как они обладают развитой корневой системой, которая способна вытеснять грунты в основании фундаментов.

Дренирующий песчаный слой, подстилающий глинистый пласт, может привести к осушению последнего на всю его мощность. В этом случае в грунте появляются вертикальные трещины, распространяющиеся на мостовые, садовые ограждения и небольшие постройки. Смыканию во влажный период времени трещин, образовавшихся в стенах тех или иных сооружений, препятствуют попадающие в них обломки кирпича и цемента.

В районах распространения глинистых грунтов следует строить высокие, предпочтительно тяжелые здания. Поверхность грунта на участке застройки должна быть закрытой, свободной от рыхлых насыпей. Если этого нет, необходимо принять меры предосторожности. Влаголюбивые деревья, такие как тополь или ивы, должны рассаживаться далеко от стен сооружения (минимальное расстояние, согласно британским строительным нормам составляет 7,5 м). Вокруг здания вместо газона следует делать отмостку. В сухое время года ближайшие к зданию газоны должны поливаться, и воде, стекающей с крыш, надо давать возможность частично просачиваться в грунт. Европейские строительные нормы предусматривают заложение на глубину не менее 1,4 м, причем, если здание оборудовало котлом для отопления, глубина фундамента отсчитывается от пола подвального помещения.

На кирпичных заводах высыхание глинистого грунта вокруг обжиговых печей ведет к неравномерной просадке грунта и повреждению конструкций. Мерой предосторожности служит укладка под печи слоя гравия, насыщенного водой. Несомненный интерес представляет обратное явление — подъем поверхности грунта по окончании эксплуатации завода. Так, например, в Кемеровской области фундаментная железобетонная плита коксового завода, строящегося на территории старого завода, поднялась примерно на 12 см. Грунты в основании завода представлены неогеновыми глинами; несмотря на неравномерное поднятие грунта, железобетонная плита не испытала повреждения, но сооружения завода, как правило, очень чувствительны к неравномерным деформациям основания.  Известен другой случай когда на Серовском металлургическом заводе пилоны литейного корпуса, дали осадку после 30 лет эксплуатации. Это обстоятельство отразилось на неравномерном вертикальном смещении подкрановых путей и было вызвано искусственным понижением (после реконструкции завода) первоначально высокого уровня грунтовых вод, за которым последовала потеря влажности глинистых грунтов вблизи печей.

Особый характер повреждений зданий может быть связан с увеличением объема некоторых горных пород.

Наша организация предлагает комплексный подход с целью разработки проектов оснований и фундаментов, в том числе с учетом факторов просадки и пучения грунтов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

<ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ

Более полную информацию по разработке проектов оснований и фундаментов, по выполнению расчетов вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставив заявку по форме или по электронной почте.

<НАЗАД

Что такое пучение земли и почвы?

Главная » Что такое пучение грунта и грунта?

(29 января 2020 г.)

Вспучивание — это явление, при котором грунт под землей расширяется и выталкивает землю вверх, что может привести к структурным повреждениям здания. Поднятие грунта противоположно оседанию, когда земля оседает.

Это руководство расскажет вам все, что вам нужно знать о качке.

Что вызывает вздутие?

Пучение обычно возникает в результате расширения глинистой почвы из-за повышения уровня влажности.

Глина — это то, что называют «экспансивной почвой». Это означает, что при намокании он расширяется, а при высыхании сжимается.

Природные факторы

Существуют различные факторы, которые могут вызвать увлажнение и расширение глинистых почв. Одной из распространенных причин является смерть или удаление дерева . Корни деревьев извлекают много воды из почвы, поэтому, когда дерева больше нет, уровень влажности окружающей почвы увеличивается, и почва расширяется.

Погода также является основной причиной пучения грунта. Когда бывает много дождливой погоды или наводнений, глинистые почвы снова могут вспучиваться. Колебания погоды также могут вызывать изменения уровня грунтовых вод , вызывая расширение и вздутие глинистых грунтов.

Техногенные факторы

Иногда строительные работы или проблемы со зданиями могут вызывать пучение.

Например, выемка верхних слоев грунта может вызвать « снятие напряжения », когда нижние слои грунта расширяются из-за снятия давления сверху.

Строительные работы поблизости также могут повлиять на дренаж почвы в этом районе и привести к избыточной влажности и расширению почвы.

Даже такая обычная вещь, как поломка водостока, может подвергнуть ваше здание риску пучения, если глинистая почва станет слишком насыщенной. Однако, если присутствуют осадочные почвы, они могут быть смыты, что приведет к проседанию. Поэтому сломанные водостоки нужно чинить как можно быстрее.

Каковы признаки пучения грунта?

Как и оседание, пучение может вызвать трещины в стенах и кирпичной кладке. Однако трещины, вызванные пучением грунта, имеют тенденцию быть вертикальными, а трещины при просадке обычно диагональными. Другие признаки включают заклеивание дверей и окон, а также поднятие внутренних двориков, подъездных путей и дорожек, окружающих собственность. Если вы подозреваете, что ваше имущество страдает от качки, то сертифицированный геодезист или землеустроитель может провести обследование вашего здания, чтобы определить, так ли это, и если да, то какова может быть причина. Вы можете найти геодезиста рядом с вами на веб-сайте RCIS.

Что такое осадка глинистой почвы?

Осадка – это нормальное движение вниз, которое происходит, когда грунт под новой собственностью уплотняется, чтобы приспособиться к весу здания. Это происходит и с глинистой почвой. Осадка в новостройках является нормальным явлением и не о чем беспокоиться.

Однако, если в стене начинают образовываться диагональные трещины, которые шире монеты в десять пенсов, то дом может проседать, что является гораздо более серьезной проблемой. Проседание означает, что земля больше не может поддерживать вес здания наверху, что может привести к серьезным повреждениям конструкции. Если вы подозреваете, что ваше имущество может проседать, свяжитесь с Geobear сегодня по телефону 0800 084 3503.

Подъем грунта — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимально удобные условия пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 02 Сен 2020

См.
вся история

Подъем грунта — это движение грунта вверх, обычно связанное с расширением глинистых грунтов, которые набухают при намокании. Поскольку почва обычно не может расширяться вниз или в стороны, в результате открытая верхняя поверхность почвы поднимается вверх. Воздействие пучения противоположно эффекту оседания, при котором грунт становится неустойчивым и оседает вниз, или оседанию, вызванному весом здания.

Смещение обычно составляет менее 150 мм, однако даже такой уровень смещения может привести к серьезным структурным повреждениям фундамента здания и ткани. Может быть причинен долгосрочный ущерб, который может быть незаметен в течение некоторого времени, но может существенно повлиять на стоимость имущества.

Наиболее распространенная причина пучения грунта связана с погибшими или срубленными деревьями. Поскольку корневая сеть больше не вытягивает воду из недр, вода скапливается в земле, что приводит к вздутию, которое может перемещать строительные конструкции вверх.

Дополнительные причины пучения грунта могут включать:

• «Снятие напряжения» (или восстановление вскрышных пород), связанное с удалением грунта из котлована и, таким образом, снижением давления на нижележащие слои. Это может произойти, например, при строительстве подвалов.
• Изменение уровня грунтовых вод.
• Сломанные стоки или близлежащие строительные работы, которые мешают существующему грунтовому дренажу.
• Набухание недр из-за сезонных изменений погоды.
• Вода расширяется при замерзании, вызывая вздутие почвы. Некоторые определенные почвы, такие как илистые и песчаные глины, могут быть более восприимчивы, чем другие.

Общие признаки пучения грунта могут включать:

• Растрескивание кирпичной кладки и окон. Это растрескивание, скорее всего, будет вертикальным, тогда как растрескивание при оседании, скорее всего, будет диагональным.
• Двери заедают, поскольку их рамы становятся непрямыми.
• Подъем дорожек и террас вокруг зданий.

Исследования покажут, произошло ли пучение, которое может повлиять на здание, и могут сообщить, например, о потенциальных рисках предлагаемых работ, таких как удаление деревьев возле зданий. Исследования могут включать визуальный осмотр, исторические исследования и бурение скважин для определения профиля влажности почвы.

Там, где пучение может быть проблемой, ячеистые конструкции могут быть установлены под фундаментами и плитами перекрытий, чтобы уменьшить восходящую силу пучения от передачи на конструкцию выше. Для получения дополнительной информации см. Сотовый плотный фундамент.

Устранение повреждений из-за пучения грунта может быть длительным и дорогостоящим процессом. Если вздутие является результатом основной проблемы, проблему могут решить восстановительные работы, такие как ремонт протекающих стоков или удаление растительности.

В тех случаях, когда грунт сам по себе склонен к пучению, для стабилизации конструкций может потребоваться установка фундамента. Вынутый грунт из-под существующих фундаментов заменяется материалом, обычно бетоном, в несколько этапов для формирования нового фундамента под существующим, доходящим до грунтов, не склонных к пучению. Возможно, потребуется оставить полость под конструкцией, чтобы приспособиться к будущему перемещению верхних слоев грунта.

• Заброшенная земля.
• Ячеистый ростверк.
• Загрязненная земля.
• Растрескивание и строительное движение.
• Дефекты кирпичной кладки.