УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД. Морозное пучение грунта. Обратите внимание

УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД

Обычно вода находится в земле на определенном стабильном (хотя и изменяемом в течение года) уровне грунтовых вод (часто его сокращают как УГВ). Ниже уровня грунтовых вод земля погружена под воду, однако влага может подниматься и выше за счет капиллярного эффекта. Чем меньше размер частиц грунта, тем выше может подняться влага.

Увлажнение грунта обладает еще одним отрицательным эффектом. Этот эффект — пучинистость. Влажный грунт становиться пучинистым, и чем больше воды он содержит, тем более проявляются пучинистые свойства.

Высота подъема капиллярной влаги

Грунт пылеватый песок супесь суглинок глина


Максимальный уровень подъема капиллярной влаги, м	0,5 – 1	1,0 – 1,5	4,0 – 5,0	до 12 (!!!)

Грунт Растояние от УГВ до границы промерзания, менее пылеватый песок супесь суглинок глина



среднепучинистый грунт	0,5	1,0	1,5	2,0
сильно пучинистый грунт	–	0,5	1,0	1,5

Морозное пучение грунта

Морозное пучение – явление, которое происходит с влажным грунтом при замерзании. Движущей силой морозного пучения является силы давления, возникающие при образовании льда во влажном грунте. Поэтому морозное пучение наиболее свойственно грунтам, которые могут удерживать воду. А эта способность возрастает с уменьшением размера частиц.

Глубина, на которую промерзает грунт зависит от географического местоположения места строительства и индивидуальных свойств грунта.

Однако существует усредненная карта промерзания грунта, по которой можно определить приблизительную глубину промерзания.

Обратите внимание

Карта предназначена для определения глубины промерзания суглинистых грунтов и является наихудшим случаем. Часто глубина промерзания на самом деле является значительно меньшей.

Наиболее пучинистые грунты расширяются при пучении на величину до 10%. Что при глубине промерзания 150 см означает подъем грунта на 15 см.

Для фундамента пучение грозит следующими проблемами:

· если фундамент расположен выше глубины промерзания, то на него действует сила, которая стремиться его поднять. Наибольшая опасность при этом возникает, если грунт неоднородный и на разные части фундамента действуют разные силы. При этом появляется опасность развития вертикальных трещин.

· во всех случаях на фундамент действуют горизонтальные силы сдавливания. При этом ленточный фундамент подвергается опасности быть вдавленным внутрь.

Столбчатый фундамент грунт стремиться обхватить и вытолкнуть вверх, даже если подошва столба находится ниже линии промерзания.

Таким образом, если фундаментный столб имеет хорошее сцепление с грунтом и слабо нагружен (например, столбы забора или ненагруженный фундамент, оставшийся на зимовку), то грунт выдавливает его на поверхность (за сезон на несколько сантиметров). Кстати, аналогичный процесс приводит к всплытию валунов на поверхность земли.

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, – это степень морозной пучинистости, которая определяется как относительное изменение объема грунта при промерзании:

E = (H – h) / h,

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 дом 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.

Важно

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.

Еще одна мера, которую можно принимать при строительстве фундамента на пучинистом грунте – это отвод воды, ведь если не будет воды, то не будет и пучения.

Для отвода воды, содержащейся в грунте, по периметру фундамента устраивают дренажную систему: в полуметре от фундамента роют канаву на глубину его заложения, в нее укладывают завернутую в фильтрующую ткань перфорированную трубу под небольшим уклоном и засыпают ее крупным песком или гравием. Вода, содержащаяся в грунте, будет стекать к дренажной трубе, попадать в нее через отверстия и по ней отводиться в дренажный колодец. Для естественного отвода воды необходимо, чтобы где-то был более низкий участок местности, куда будет отводиться вода. Для отвода воды атмосферных осадков вокруг фундамента нужно делать отмостку и ливневую канализацию.

· 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.

Грунты и грунтовые воды

Грунты

Непучинистые грунты — те, которые либо вообще не подвержены пучению, либо подвержены ему в очень малой степени. Идеальный в этом смысле грунт — скальный выход (как на картинке к посту). В скале нет воды, поэтому при замерзании с ней ничего не случится.

Но к этой же группе относятся также: крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, галька, гравий, щебень, пески гравелистые, крупные и средней крупности, крупно- и среднезернистые пески, а также их смеси не содержащие глинистых фракций, при любом уровне безнапорных подземных вод.

Из прочитанного нужно сделать следующий вывод: если под домом песок средней зернистости, либо что-то крупнее, и без примесей глины, то у вас непучинистый грунт. Считайте, что вам повезло, вам по барабану на уровень грунтовых вод.

Слабопучинистые грунты — мелкие и пылеватые пески или пески средней зернистости с небольшими глинистыми включениями при глубоком залегании уровня грунтовых вод. Такой грунт у нас под домом.

Средняя пучинистость у супеси — смеси глины с песком, в которой больше песка.

Повышенная пучинистость у суглинка — смеси глины с песком, в которой больше глины.

Высокая пучинистость у глины.

Ну и совсем дикие: чрезмернопучинистые. Это глинистые грунты текучепластичной и текучей консистенции, заторфованные грунты и торфяники. Короче, болото.

Для определения типа грунта приведу простой тест. Небольшую порцию грунта обильно смачивают водой, затем из полученной массы между ладоней рук скатывают жгут и загибают в кольцо. Из песка жгут скатать не получится. Кольцо из супеси рассыпается на мелкие фрагменты, из суглинка на 2 — 3 части, из глины — кольцо остается целым.

Уровень грунтовых вод

Точнее, уровень поверхностных
грунтовых вод, ещё называемый «верховодка». Для его определения, можно просто углубить вашу яму до глубины 1,5-2 метров. Если вода в яме не появилась, то на её дне бурим скважину садовым буром еще на метр-полтора.

Если появилась вода, считаем расстояние от поверхности земли до уровня залегания воды. Вам эта цифра понадобиться когда будете бурить скважину или копать колодец.

Кстати, изыскания эти идеально производить осенью, не раньше августа — в это время уровень грунтовых вод наиболее высокий.

Также необходимо изучить рельеф местности, стараясь понять как будет течь по участку атмосферная вода. Примерно также будут течь и грунтовые воды.

Разнообразие фундаментов позволяет выбрать наиболее подходящий вариант под конкретный тип почвы. Каждое основание имеет ряд преимуществ и особенностей, которые нужно учитывать при строительстве. Существует несколько типов фундамента:

· Ленточный. Для изготовления ленточного основания используют бетон. Полученная армированная лента – самая надежная для строительства кирпичных зданий и строений из керамзитобетона. Закладывать такой фундамент нужно на глубину 30 см ниже уровня промерзания грунта, тогда он будет надежный. К сожалению, ленточный фундамент не является бюджетным вариантом и отличается высокой стоимостью работ;

· Мелкозаглубленный ленточный. Можно использовать только на надежных грунтах, так как глубина закладки составляет не более 70 см от поверхности земли. Это основание может послужить фундаментом только для легких домов, например, деревянных или каркасных. Залить его проще и дешевле, но нужно учитывать состояние земли, на которой происходит строительство. На пучинистой почве возведение мелкозаглубленного фундамента не даст ожидаемого результата;

· Ленточно-свайный. Удобный и надежный способ закладки фундамента на плохой поверхности. Сначала вбиваются сваи ниже уровня промерзания почвы, а потом происходит установка основания. Сваи ликвидируют различия по высоте поверхности, легко справляются с пучинистыми и другими неблагополучными грунтами. Сваи способны выдержать практически любую нагрузку;

· Винтовые сваи. Имеют высокую несущею способность. Их устанавливают на любом грунте и в любое время года, вкручивая в почву ровно под несущими стенами. Изготавливают винтовые сваи из стали и бетона, они очень прочные и могут прослужить долгие годы. Стоимость такого фундамента невысокая, а преимущества очевидны. Он хорошо подходит для легких зданий из дерева или блоков;

· Плитный. На слабом грунте удобно закладывать плитный фундамент. По сути, это плоскость из железобетона, которую размещают на всей территории строительства. Перед укладкой необходимо подготовить почву, организовав песчано-щебеночную подушку. Преимуществом плитного фундамента является надежность, простота возведения и возможность начать строительство на слабых грунтах при любых погодных условиях. Но закладка довольно дорогая и включает в себя комплекс земельных подготовительных работ.

Надежный грунт позволяет возвести любое здание на основании различного типа, но если почва склонна к размытию и другим деформациям, необходимо лишь подобрать подходящий фундамент. Чем хуже качество земляного слоя и тяжелее постройка, тем больше сил и средств придется выложить за надежный фундамент. На ровной поверхности из песка, который применяют также и для аквариума, можно построить дом без особых проблем.

⇐ Предыдущая 1 2 34