Практически на всей территории России, в зимний период года, температура опускается существенно ниже нуля градусов, в связи с чем активируется процесс пучения грунтов. Это достаточно сильно влияет на грунт и его характеристики.
Любая почва содержит в своём составе определённый процент воды, которая при переходе в твёрдое состояние расширяется. Таким образом, грунт начинает неравномерно увеличиваться в объёме, что негативно сказывается на любой конструкции, возведённой на нём. Наиболее тяжёлые последствия подразумевают значительные разрушения основания здания, влекущие необходимость признать его аварийным.
Факторы способствующие движению грунта
- Повышенная влажность – насыщение почвы водой от близкого залегания грунтовых вод или большого количества осадков.
- Температура и продолжительность холодного периода – чем сильнее и длительней морозы, тем больший объем земли сковывается в общую подвижную массу.
- Тип и структура почвы – дисперсность или форма и размер минеральных частиц, мелкие фракции связывают воду, они наиболее склонны к вспучиванию.
Факторы влияющие на вероятность вспучивания грунта
Прежде всего, сюда стоит отнести пористость. Она определяет тот объём, который может впитать в себя земля до того, как вода не сможет больше поглощаться. За счёт большого количества пор появляется возможность компенсировать увеличивающийся объём. Таким образом, почва со значительным показателем данного параметра способна эффективно противостоять вспучиванию. Определить пористость помогает проведение специальной геологической экспертизы.
Вспучивание будет осложнено для плотных не пропускающих влагу слоёв. Типичным примером такого варианта может считаться глина. Она эффективно препятствует проникновению воды в пласты породы, находящиеся под ней. Это свойство может оказать существенные проблемы в дальнейшем. Влага скапливается непосредственно над глиняным слоем и, если он находится в пределах глубины промерзания, вызывает расширение воды. Стоит отметить тот факт, что подобный слой, зачастую, находится на глубине более двух метров. Это несколько ниже, чем уровень промерзания грунта.
Наибольший вред причиняет неравномерное изменение объёма, поскольку оно способно существенно усилить нагрузки. При вспучивании почвы на фундамент здания могут начать действовать две основные силы, стремящиеся его сместить: вертикальная и касательная. Каждая из них оказывает специфическое воздействие, что требуется учитывать при проектировании. Вертикальные нагрузки воздействуют на основание здания снизу. Они стремятся поднять его, что является процессом, обратным осадке и приводит к не менее серьёзным последствиям. Несколько циклов оттаивания и замерзания способны привести неправильно заложенный фундамент в негодность.
Касательные нагрузки возникают в результате давления на боковые поверхности основания. Стоит отметить тот факт, что на разные типы фундаментов они оказывают различное воздействие. Например, свайному основанию они не причинят никакого вреда, а ленточной конструкции могут нанести определённый ущерб. Чтобы фундамент простоял долгие годы, необходимо точно знать, насколько сильно почва вспучивается в зимние периоды.
Без этой информации довольно сложно создать конструкцию, оптимально отвечающую конкретным условиям.
Подразделение грунтов по степени морозной пучинистости
| Степень пучинистости грунтов | Положение уровня грунтовых вод Z в м для грунтов | ||||
| при консистенции B | песков мелких | песков пылеватых | супесей | суглинков | глина |
| 1. Сильнопучинистые при 0,5 < B | – | – | Z ⩽ 0,5 | Z ⩽ 1 | Z ⩽ 1,5 |
| 2. Среднепучинистые при 0,25 < B ⩽ 0,25 | – | Z < 0,6 | 0,5 < Z ⩽ 1 | 1 < Z ⩽ 1,5 | 1,5 < Z ⩽ 2 |
| 3. Слабопучинистые при 0 < B ⩽ 0,25 | Z < 0,5 | 0,6 < Z ⩽ 1 | 1 < Z ⩽ 1,5 | 1,5 < Z ⩽ 2 | 2 < Z ⩽ 3 |
| 4. Условнопучинистые при B < 0 | Z ⩾ 1 | Z > 1 | Z > 1,5 | Z > 2 | Z > 3 |
Примечания:
- Наименование грунта по степени пучинистости принимается при удовлетворении одного из двух показателей B или Z.
- Консистенция глинистых грунтов B определяется по влажности грунта в слое сезонного промерзания как средневзвешенное значение. Влажность грунта первого слоя на глубину от 0 до 0,5 м в расчет не принимается.
- Величина Z, превышающая расчетную глубину промерзания грунта в м, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод и расчетной глубиной промерзания грунта, определяется по формуле:
Z = H0 – H,
где H0 – расстояние от планировочной отметки до залегания уровня грунтовых вод в м;
Н – расчетная глубина промерзания грунта в м по главе СНиП 11-Б.1-62.
