Пучинистость грунта — это одна из главных проблем, с которой сталкиваются инженеры и строители при проектировании и строительстве фундамента. Она возникает из-за изменений в структуре и свойствах грунта, вызванных различными факторами. В данной статье мы подробнее рассмотрим основные причины пучения грунта и способы решения этой проблемы.
Что представляет собой пучение грунта
Пучинистость — это способность грунта увеличиваться в объеме в условиях отрицательных температур, связанное со свойством породы удерживать влагу. С приходом холодов влага превращается в лед и расширяется, приподнимая грунт. Когда наступает сезон оттаивания, под поверхностью грунта образуются пустые пространства без опоры, которая удержала бы его от оседания.
Грунты с высоким уровнем пучинистости становятся вязкими или текучими, усиливая нагрузку на фундамент и вызывая деформацию сооружений. Поэтому прежде чем приступать к строительству, необходимо определить геологические характеристики участка. По степени пучинистости выделяется пять видов грунта:
- Непучинистые. Горные и скальные породы, песок крупной фракции и гравий удерживают в себе незначительное количество влаги;
- Слабопучинистые. К этому виду относятся суглинки, смешанные грунты и песчаники с низким содержанием глины;
- Среднепучинистые. Чем выше уровень содержания глины, тем больше влаги удерживает в себе грунт. По этому показателю к среднепучинистым грунтам причисляются песчаники, суглинки, смешанные грунты;
- Сильнопучинистые. Грунты такого вида на полпути к становлению болотом. К ним относятся глины и сильнопластичные суглинки;
- Чрезмернопучинистые. К этому виду относятся грунты, которые встречаются в болотистых местностях или по берегам рек и озер: глины с высоким содержанием органических веществ и торф.
Как справиться с пучинистостью грунта
Перед началом строительства необходимо определить тип грунта. Оценка уровня грунтовых вод — один из основных показателей.
Прежде всего, начните с визуального осмотра: наличие влаги на поверхности, подтопленных областей и близость водоемов — маркеры, которые указывают на близкое залегание грунтовых вод. Полноценное исследование — более точный метод определения свойств грунта. Комплексное ИГИ включает выборку грунта, отправку его в лабораторию и полноценное исследование. Результат — документ с данными о физико-механических свойствах грунта.
Существует несколько методов, которые дают возможность возводить сооружения на пучинистых грунтах. Среди них — укрепление грунта и дренаж.
Укрепление подразумевает строительство подпорных стен и оградительных бортов или использование геосеток и геотекстиля. Дренажные системы используются для отвода лишней влаги. В их структуру входят канавы и ямы для сбора и отвода влаги, дренажные трубы, колодцы, желоба и водостоки. Для улучшения дренирующих свойств участка добавляется песчаная подсыпка. Она укрепляет мягкий или нестабильный грунт, делая его более устойчивым для строительных работ, а также выступает в качестве барьера для грунтовых вод.
Тип фундамента — главный фактор, на который следует обратить внимание. Лучше всего для строительства на пучинистых грунтах подходят винтовые или забивные сваи. Выбор между ними зависит от множества условий, включая тип грунта, нагрузки на фундамент, глубину его залегания и бюджет проекта.
Винтовые сваи перед установкой не требуют трудоемких подготовительных работ — опоры ввинчиваются в грунт до уровня ниже отметки промерзания, лопасти обеспечивают надежное крепление сваи в грунте, выполняя функцию якоря.
Забивные сваи погружаются в грунт при помощи сваебойной машины. Они удерживаются в грунте благодаря боковому сопротивлению, которое создается в результате их вбивания. При забивании происходит трение между сваями и частицами грунта, благодаря чего опоры получают дополнительную устойчивость.
Когда свая вкручивается или забивается на достаточную глубину, происходит уплотнение грунта вокруг нее. Уплотненный грунтовый «стакан» обеспечивает дополнительную устойчивость сваи, сохраняя ее положение даже при изменениях температуры и влажности. Область возле сваи становится более сухой, так что в ней почти полностью отсутствует вода, вспучивающая грунт во время сезонного замерзания.
Сваи в обязательном порядке покрываются дополнительной антикоррозийной защитой. В некоторых случаях для дополнительной защиты винтовые сваи изготавливаются из материалов, которые отличаются стойкостью к коррозии или обработаны специальными герметичными покрытиями. Если забивные сваи выполнены из бетона, то они производятся из смеси с устойчивостью к влаге — М350 и выше.
