Пучинистость грунта — явление, возникающее вследствие его морозного пучения (увеличение в объеме при замерзании массы грунта, насыщенной водой), очень распространено и опасно для фундаментов малоэтажных домов и коттеджей. Подвержены этому явлению практически все грунты, залегающие на территории нашей страны при их зимнем промерзании: влажные и влагонасыщенные пылеватые, мелкопесчаные и глинистые грунты (глины, суглинки, супеси). Различается только степень 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:

  • непучинистые – пучение практически отсутствует;
  • слабопучинистые – пучение от 1 до 4%;
  • среднепучинистые – пучение от 4 до 7%;
  • сильнопучинистые – пучение от 7 до 10%;
  • чрезмернопучинистые — пучение более 10%

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:

  • по их физическим характеристикам (по результатам лабораторных испытаний)  
  • самостоятельно

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 Jp и показатель текучести JL 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

Непучинистые

<0,01

или

≤1%

Глинистые при JL < 0 (твердые суглинки и глины, твердые супеси);

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 Sr ≤ 0,5 (маловлажные);

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

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

Слабопучинистые

0,01-0,035

или

1÷2%

и

2÷4%

Глинистые при 0 ≤ JL ≤ 0,25 (полутвердые суглинки и глины; пластичные супеси);

или

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 Sr ≤ 0,5 (маловлажный);

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

Среднепучинистые

 

0,035-0,07

или

4÷7%

Глинистые при 0,25 < JL ≤ 0,5 (тугопластичные суглинки и глины; пластичные супеси);

или

Супесь легкая влажная и насыщенная водой;

Супесь тяжелая пылеватая маловлажная;

Суглинок легкий пылеватый маловлажный.

 Песок пылеватый и мелкий                                  при 0,8 < Sr ≤ 0,95 (насыщенный водой);

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

 

Сильнопучинистые

>0,07

или

7÷10%

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

или

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 Sr > 0,95 (насыщенный водой)

 

 

Чрезмерно- пучинистые

 

>0,1

или

>10%

Глинистые при JL > 1,0 (текучие суглинки и глины и текучие супеси);

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:

  • глины – на 4 ÷ 5 метров;
  • суглинки – на 2 ÷ 3,5 метра;
  • супеси – на 1,5 ÷ 2 метра;
  • пески пылеватые – на 0,7 ÷ 1,2 метра.

Степень пучинистости глинистых и песчаных грунтов зависит от следующих характеристик:

 — у глинистых грунтов (супесь, суглинок, глина) — от показателя текучести JL, 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 JL глинистых грунтов самостоятельно

Консистенция глинистых грунтов

Показатель текучести

  JL

Признаки
Супесь
— твердая JL<0 При ударе образец разбивается на куски. При сильном сжатии в ладони рассыпается на мелкие частички, превращаясь в пыль.
— пластичная 0≤JL≤1 Образец легко разминается в руках, после формовки сохраняет приданную форму. Ощущается влажность при сжатии в ладони; часто бывает липким.
— текучая JL>1 Образец грунта не сохраняет приданную ему форму, растекается.
      Глины и суглинки
— твердые JL < 0 При 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.
— полутвердые 0 ≤ JL ≤ 0,25 Вырезанный брусок грунта ломается без заметного изгиба. На поверхности излома видны шероховатые частички. Крошится при разминании в ладони. Без особого усилия можно вдавить ноготь.
— тугопластичные 0,25<JL≤0,5 Вырезанный брусок грунта еще до излома заметно изгибается. Размять кусок грунта можно с заметным усилием. Палец вдавливается в образец лишь при сильном нажиме.
— мягкопластичные 0,5<JL≤0,75 На 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.
— текучепластичные 0,75<JL≤1 На ощупь образец грунта очень влажный, липкий. Очень легко разминается в ладонях, но приданную ему форму сохраняет.
— текучие JL>1 На 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:

sadovy bur

Садовый бур

  • садовый бур длиной не менее 2-х метров;
  • ложковый бур, позволяющий пробурить отверстие на глубину не менее 5-ти метров;
  • прут достаточной длины для измерения УГВ.

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:

  •  для мелких песков — на 0,75м и более;
  •  для пылеватых песков — на 1,0 и более;
  •  для супесей – на 1,5м и более;
  •  для суглинков – на 2,5м и более;
  •  для глин – на 3,0м и более.

 Слабопучинистые грунты

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

  • для мелких песков – на 0,5 ÷ 0,75м;
  • для пылеватых песков — на 0,75 ÷ 1м;
  • для супесей — на 1 ÷1,5м;
  • для суглинков – на 1,5 ÷ 2,5м;
  • для глин — на 2,0 ÷ 3,0м.

Среднепучинистые грунты

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

  •  для мелких песков – на 0,5 и менее;
  •  для пылеватых песков — на 0,5 ÷ 0,75м;
  •  для супесей — на 0,75 ÷ 1,0м;
  •  для суглинков – на 1,0 ÷ 1,5м;
  •  для глин – на 1,5 ÷ 2,0м.

Сильнопучинистые грунты

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

  •  для пылеватых песков — на 0,5 и менее;
  •  для супесей – на 0,75м и менее;
  •  для суглинков – на 1,0м и менее;
  •  для глин – на 1,5м и менее.

 

Пример:

Грунт – суглинок;

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      JL Относи-тельное морозное пучение, %
Глина Суглинок Супесь Песок пылеватый Песок мелкий
Непучи-нистый Z>3 Z>2,5 Z>1,5 Z>1 Z>0,75  JL<0  ≤ 1
Слабо- пучинистый 2<Z≤3 1,5<Z≤2,5 1<Z≤1,5 0,75<Z≤1 0,5<Z<0,75  0≤JL≤0,25  1 — 4
Средне-пучинистый  1,5<Z≤2  1<Z≤1,5  0,75<Z≤1  0,5<Z≤0,75  Z≤0,5  0,25<JL≤ 0,5  4 — 7
Сильно-пучинистый   Z≤1,5   Z≤1   Z<0,75   Z<0,5  —  JL>0,5  7 — 10

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

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