Как узнать пучинистость грунта

Пучинистость грунта: определение степени пучинистости различных грунтов

Для чего застройщику необходимо знать, какую степень пучинистости имеют грунты на его участке? Это очень важно перед началом строительства малоэтажного дома, так как от этого зависит выбор такого типа фундамента (ленточного, столбчатого, свайного или плитного), который бы максимально был приспособлен к грунтовым и геологическим условиям данной строительной площадки.

Если недооценить опасность этого явления и заложить неподходящий фундамент, то из-за малого веса малоэтажного дома, силы морозного пучения могут буквально вытолкнуть его на поверхность, что повлечет за собой неравномерную деформацию фундамента, а вместе с ним и всего сооружения.

Определение степени пучинистости различных грунтов

Итак, по степени пучинистости грунты делятся на:

Данные проценты означают, что, например, при глубине промерзания 1,4м, для среднепучинистого грунта (берем худший вариант) пучение составит:
1,4 х 7/100=0,098 м, т.е. 9,8 см.

Определение степени пучинистости грунтов можно производить:

Определение степени пучинистости грунтов по их физическим характеристикам

В том случае, если у застройщика на руках есть данные лабораторных испытаний образцов грунта, взятые с участка застройки, в которых расписаны гранулометрический (зерновой) состав крупнообломочных и песчаных грунтов и степень их влажности, а также число пластичности J _p и показатель текучести J _L глинистых грунтов, то определить степень пучинистости грунта можно по следующей таблице:

Степень пучинистости

Деформации пучения или относительное морозное пучение при глубине промерзания 1,5 метра

Виды грунтов

Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм(песчаных мелких и тонких) до 2% независимо от влажности;

Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм (песчаных мелких и тонких) до 15% при S_r ≤ 0,5 (маловлажные);

Песок мелкий с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% при S_r ≤ 0,5 (маловлажный);

Крупнообломочные грунты с заполнением (глинистым, песком мелким и пылеватым) до 10%

Супесь легкая крупная маловлажная (пучение 1÷2%);

Супесь легкая крупная влажная (пучение 2÷4%);

Супесь пылеватая маловлажная;

Супесь легкая маловлажная;

Суглинок тяжелый пылеватый маловлажный;

Песок гравелистый, крупный и средний с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 15% влажный и насыщенный водой;

Песок мелкий с содержание частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% влажный и насыщенный водой;

Песок мелкий с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) от 2% до 15% маловлажный (пучение 1÷2%) и влажный (пучение 2÷4%);

Песок пылеватый при S_r ≤ 0,5 (маловлажный);

Крупнообломочные грунты с заполнением (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30%

Супесь легкая влажная и насыщенная водой;

Супесь тяжелая пылеватая маловлажная;

Суглинок легкий пылеватый маловлажный.

Песок пылеватый и мелкий при 0,8

Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) более 30% по массе

Глинистые при J_L > 0,5 (мягкопластичные и текучепластичные глины и суглинки и пластичные супеси);

Супесь пылеватая (влажная и насыщенная водой);

Супесь тяжелая пылеватая (влажная);

Суглинок легкий пылеватый (влажный);

Суглинок тяжелый пылеватый (влажный и насыщенный водой)

Песок пылеватый и мелкий при S_r > 0,95 (насыщенный водой)

Суглинок легкий пылеватый (насыщенный водой);

Супесь тяжелая пылеватая (насыщенная водой)

Определение степени пучинистости грунтов самостоятельно

Для самостоятельного определения степени пучинистости грунта на строительном участке, необходимо знать следующие данные:

Как определить состав грунта самостоятельно при отсутствии геологии смотрите в материале «Типы грунтов: как определить состав грунта самостоятельно«.

Почему так важно знать состав грунта на участке? Как уже говорилось выше, на территории нашей страны в основном залегают грунты, в той или иной степени склонные к морозному пучению: глинистые грунты – глины, суглинки, супеси, а также песчаные грунты — пески различной крупности (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые).

Так как в большинстве из этих грунтов — значительное содержание пылеватых и глинистых частиц, то они хорошо связывают воду, насыщаются ею. Насыщенный водой грунт при замерзании зимой значительно расширяется, увеличивается в объеме, что приводит к его неравномерному поднятию, «вспучиванию».

Именно это явление и получило название «морозное пучение грунта». Возникает оно, как правило, во влагонасыщенных и влажных пылеватых, мелкопесчаных и глинистых грунтах (супесях, суглинках, глинах).

Способствует этому и так называемая «капиллярная активность» – способность различных, особенно глинистых и мелкопесчаных грунтов подтягивать воду со значительных глубин на поверхность, которая очень зависит от количества пылеватых частиц в составе этих грунтов: чем больше пылеватых частиц, тем больше активность.

«Благодаря» капиллярному эффекту, глинистые и мелкопесчаные грунты способны подтягивать воду от уровня залегания грунтовых вод (УГВ) ближе к поверхности земли на следующие величины:

Степень пучинистости глинистых и песчаных грунтов зависит от следующих характеристик:

— у глинистых грунтов (супесь, суглинок, глина) — от показателя текучести J _L , а также от глубины залегания уровня подземных (грунтовых) вод, вернее, от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов;
— у песчаных грунтов — от глубины залегания уровня грунтовых вод, а также от степени насыщения водой;

Следует отметить, что в крупнообломочных грунтах (щебне, гравии и гальке), а также в песках крупнозернистых, крупных и средней крупности, не содержащих глинистых и пылеватых частиц или содержащих их крайне мало (до 2%), капиллярная активность практически отсутствует.

А это значит, что вода выше уровня грунтовых вод (УГВ) не поднимается. Такие грунты остаются влажными строго на уровне УГВ и считаются непучинистыми.

Как определить показатель текучести J_L глинистых грунтов самостоятельно

Показатель текучести

ПризнакиСупесь— твердаяJ _LПри ударе образец разбивается на куски. При сильном сжатии в ладони рассыпается на мелкие частички, превращаясь в пыль.— пластичная0≤J _L ≤1Образец легко разминается в руках, после формовки сохраняет приданную форму. Ощущается влажность при сжатии в ладони; часто бывает липким.— текучаяJ _L >1Образец грунта не сохраняет приданную ему форму, растекается. Глины и суглинки— твердыеJ _LПри ударе образец разбивается на куски. При сильном сжатии в ладони иногда рассыпается на мелкие частички; превращается в пыль при растирании. В образец можно с трудом вдавить ноготь.— полутвердые0 ≤ J _L ≤ 0,25Вырезанный брусок грунта ломается без заметного изгиба. На поверхности излома видны шероховатые частички. Крошится при разминании в ладони. Без особого усилия можно вдавить ноготь.— тугопластичные0,25 _L ≤0,5Вырезанный брусок грунта еще до излома заметно изгибается. Размять кусок грунта можно с заметным усилием. Палец вдавливается в образец лишь при сильном нажиме.— мягкопластичные0,5 _L ≤0,75На ощупь образец грунта влажный. Кусок грунта не только легко разминается, но и сохраняет приданную ему форму. Палец вдавливается в образец на несколько сантиметров при незначительном нажиме.— текучепластичные0,75 _L ≤1На ощупь образец грунта очень влажный, липкий. Очень легко разминается в ладонях, но приданную ему форму сохраняет.— текучиеJ _L >1На ощупь образец грунта очень сильно влажный. Приданную форму при формовании не сохраняет. Если поместить на наклонную плоскость — течет толстым слоем.

Как определить уровень грунтовых вод (УГВ) на участке самостоятельно

Определить уровень грунтовых вод на своем участке можно самостоятельно. Для этого потребуются следующие инструменты:

Для того чтобы определить уровень грунтовых вод (УГВ) на участке строительства, вначале необходимо садовым буром пробурить шурф глубиной около 2 метров. Если, по истечению одних суток, вода в шурфе не появится, то ложковым буром необходимо пробурить скважину ещё примерно на 1,5 ÷2 метра. После того, как вода появится в скважине, замеряют прутом или обычной планкой, на которой заранее нанесены отметки в сантиметрах, расстояние от поверхности грунта до УГВ.

Зависимость степени пучинистости грунтов от их глубины промерзания и уровня залегания грунтовых вод (УГВ)

Как уже говорилось выше, глинистые и песчаные грунты, «благодаря» капиллярному эффекту, способны подтягивать воду с различных глубин на поверхность земли. Именно эта способность определяет их степень пучинистости в зависимости от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов.

Непучинистые грунты

Непучинистыми грунтами являются грунты, если глубина промерзания грунтов находится выше уровня грунтовых вод (УГВ) на следующую величину:

Слабопучинистые грунты

Слабопучинистыми грунтами являются грунты, если глубина промерзания грунтов находится выше уровня грунтовых вод (УГВ) на следующую величину:

Среднепучинистые грунты

Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если глубина промерзания грунтов находится выше уровня грунтовых вод (УГВ) на следующую величину:

Сильнопучинистые грунты

Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если глубина промерзания грунтов находится выше уровня грунтовых вод (УГВ) на следующую величину:

Пример:

Уровень грунтовых вод (УГВ) – 3,2 метра от поверхности земли;

Глубина промерзания грунта – 1,2м

3,2 — 1,2 = 2,0м – суглинок слабопучинистый.

Зависимость степени пучинистости глинистых и песчаных грунтов от показателя текучести (для глинистых грунтов), глубины промерзания и уровня залегания грунтовых вод (УГВ)

Сведем данные, полученные ранее при определении степени пучинистости грунтов в одну таблицу:

Степень пучинистости грунта

Расстояние Z, м Показатель текучести J _L Относи-тельное морозное пучение, % Глина Суглинок Супесь Песок пылеватый Песок мелкийНепучи-нистыйZ>3Z>2,5Z>1,5Z>1Z>0,75J_L≤ 1Слабо- пучинистый21,510,750,50≤J_L≤0,251 — 4Средне-пучинистый1,510,750,5Z≤0,50,254 — 7Сильно-пучинистыйZ≤1,5Z≤1ZZ—J_L>0,57 — 10

Z — разность между уровнем грунтовых вод (УГВ) и глубиной промерзания грунта.

В том случае, если степень пучинистости глинистого грунта, установленной по показателю J _L (лабораторно или визуально) отличается от установленной по показателю Z, принимается тот вариант, где степень пучинистости грунта больше (берется худший вариант).

Источник

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 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:

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:

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

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

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

Источник

Пучинистый грунт

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

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

Какие грунты пучинистые?

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

Строительство фундамента на пучинистом грунте

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

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

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

Читайте так же:

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

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

Силы морозного пучения грунтов
Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.

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

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

Источник