Измеритель степени пучинистости грунта УПГ-МГ4.01/Н «Грунт»

Уровни промерзания грунтов (УПГ), которые вы видите в приведённой таблице – это усреднённые данные, полученные в результате длительных наблюдений. Именно они берутся за основу при проектировании фундаментов и выполнении теплотехнических расчётов.

Технические характеристики измерителей степени пучинистости грунта

Наименование характеристик Н «Грунт»
Цена, рублей (НДС не облагается) прибор с одним термоконтейнером 297 000
дополнительный термоконтейнер 132 000
Диапазон измерения перемещения, мм 0 … 15
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения перемещения, мм ± 0,1
Диапазон измерений температуры, °С — 9,5 … +2
Погрешность измерения температуры, °С ± 0,2
Количество одновременно испытуемых образцов, шт 1…6
Напряжение питания 220 В (50 Гц)
Потребляемая мощность, Вт
— блоком управления 18
— термоконтейнером 15
Габаритные размеры, мм, не более :
— термоконтейнера 230х230х430
— блока управления 270х220х100
Масса, кг, не более
— блока управления 2
— термоконтейнера 9

Морозное пучение

Сила морозного пучения возникает, когда грунтовые воды под воздействием отрицательных температур превращаются в лёд. Вода, переходя из жидкого состояние в твёрдое, увеличивается в объёме до 11%. Это является основной причиной, под влиянием которой происходит выпирание различных частей фундамента с последующим растрескиванием наружных стен, перекосом и заклиниванием дверей и т.д. Морозное пучение присуще глинам и суглинкам. Это сложные грунты для строительства. В момент пучения (разбухания грунта) на фундамент оказывают влияние силы не только сжимающие, но и направленные по касательной линии, которые стремятся выдавить фундамент вверх. Если заложить подошву фундамента ниже глубины промерзания, то сила пучения, которая в разы больше сил действующих по касательной, просто аннулируется и не деформирует здание.

Очень проблемными грунтами являются и сильно сжимающиеся и переувлажнённые грунты. К ним относятся торфяники. Строить на таких грунтах постоянные здания и сооружения без замещения грунта и специальной доработки запрещено.

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ

«Геотехника», Том XI, №4/2019

АННОТАЦИЯ Сезонное промерзание-оттаивание может служить причиной изменения водопроницаемости грунтов. Для исследования этого явления создан прибор, позволяющий определять водопроницаемость образца после заданного числа циклов промерзания-оттаивания. Фильтрационный поток может направляться через образец в радиальном и осевом направлениях, то есть по нормали или параллельно фронту промерзания. Прибор включает цилиндрическую обойму, составленную из колец с двойными стенками. Камеры между стенками в каждом из колец разделены на четыре сектора. Два сектора с перфорированными внутренними стенками предназначены для подачи и отвода воды, фильтрующейся через образец в горизонтальном направлении, а два других — со стенками без перфорации — для размещения трубок с водой. Определение параметров фильтрационного потока выполнено путем численного моделирования в программно-вычислительном комплексе PLAXIS 3D. Эксперименты проведены на трех типах грунтов — супеси пластичной, суглинке тугопластичном и техногенном грунте, гранулометрический состав которого соответствует пылеватому песку. Первые два грунта относятся к ледниковым отложениям, их образцы ненарушенной структуры отбирались в Онежском и Приморском районах Архангельской области. Испытания техногенного грунта, представляющего собой отходы алмазодобывающей промышленности, проводились на образцах нарушенной структуры. Морозное пучение всех грунтов оказалось примерно равным и составило 3,3–3,6%. Водопроницаемость определялась до промерзания образцов, сразу после их оттаивания и через трое суток после второго испытания. Оказалось, что промерзание-оттаивание глинистых грунтов приводило к возрастанию коэффициента фильтрации в 2,7–5,5 раз и снижению начального градиента напора в 2,3–2,4 раза. По мере закрытия каналов, возникших при таянии прослоек льда, коэффициент фильтрации снижался практически до исходных значений, тогда как начальный градиент напора восстанавливался не в полной мере. У техногенного грунта увеличение коэффициента фильтрации было существенно меньше, чем в глинистых грунтах.

Читайте также:  Как сделать сваи из бетона для фундамента

Морозное пучение грунта: в чем опасность

Существует широкий спектр опасностей для будущего здания. Одно из них – это морозное пучение грунта. Мы расскажем, что это такое и как с этим бороться.

Большую опасность для фундамента представляет так называемое морозное пучение грунта. Если своевременно не противостоять этому явлению, то это может привести к печальным последствиям, устранение которых влетит вам в кругленькую сумму.

Морозное пучение грунта: общая информация

Для ознакомления с этим вопросом следует обратиться к Территориальным строительным нормам ТСН МФ – 97МО. Согласно этому документу, к пучинистым грунтам относят глинистые грунты, пески (пылеватые или мелкие), а также крупнообломочные грунты с содержанием глинистого заполнителя более 15% общей массы, имеющей к началу промерзания влажность.

При промерзании эти грунты увеличиваются в объеме. Опасно это тем, что грунт пучинит неравномерно, при этом происходит подъем фундамента в различны местах. В результате этого, конструкции здания претерпевают всевозможные деформации. В итоге, они могут быть полностью разрушены.

Многие полагают, что чем глубже фундамент, тем он прочнее. Это ошибочное мнение, так как на него действуют боковые силы морозного пучения. Интенсивность пучения зависит от двух основных параметров:

  • от степени увлажнения почвы;
  • объема замерзающей воды.

Сильное увлажнение почвы также может происходить из-за расположенного рядом ливневого стока. Зимой или весной сточная вода скапливается рядом с фундаментом, что приводит к обильному увлажнению близлежащего грунта.

Какую глубину заложения выбрать?

Согласно СНиП * «Основания зданий и сооружений» глубину заложения фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если «специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформация грунтов основания при их промерзании и оттаивания не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения». Основной принцип конструирования мелкозаглубленного ленточного фундамента зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему, образуя достаточную жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

Боремся с морозным пучением грунта

Один из самых популярных вопросов – как уменьшить пучение грунта? Существует несколько мер по уменьшению или полной ликвидации пучинистых свойств грунта, а именно: повышение его плотности и создание глинистого водозащитного экрана. Он существенно уменьшает подсос воды в зону промерзания из нижележащих слоев грунта, а также проникновение поверхностных вод в зону контакта фундамента с почвой. При обустройстве фундамента рекомендуется применять способы вытрамбовывания и выштамповывания, сочетающие в себе устройство полости под будущий фундамент и уплотненного грунтового ядра. Тем самым повышаются механические характеристики грунта, что является предпосылкой для увеличения несущей способности фундамента. Вместе с тем уплотнение грунта снижает его пучинистые свойства, в частности, уменьшаются интенсивность и сила пучения.

Для малоэтажных зданий такие фундаменты могут устраиваться в сезоннопромерзающем слое грунта. Они также являются мелкозаглубленными. Долговечность подобного ленточного фундамента проверена временем. Следует понимать, что эксплуатационные характеристики зависят не только от грунта или применяемых материалов, но и от квалификации работников.

Влияние подземных вод на пучение грунта

Как сказано ранее, на интенсивность печения грунта влияет его насыщенность водой. Близость расположения грунтовых вод к поверхности земельного может оказать существенное влияние на интенсивность пучения грунта. Большое количество воды может вызывать размытие грунта.

Читайте также:  Зачем нужен цоколь из кирпича на фундамент

В случае содержания в грунтовых водах каких-нибудь агрессивных примесей (что не так редко случается) возможно разрушения бетона и коррозия арматуры фундамента. Для предотвращения воздействия таких вредных факторов необходима тщательная прокладка гидроизоляционного слоя по всему периметру.

При закладке фундамента нужно помнить, что уровень залегания подземных вод может варьироваться, и зависит от наступившего сезона и состава самого грунта. В некоторых случаях, чтобы минимизировать вред и уменьшить вспучивание грунта необходимо применять дренаж.

Способы защиты грунта от промерзания

Очень важно при строительстве в зимний период, защищать деятельный слой от замерзания. Не нуждаются в этом только гравелистые, крупнообломочные и скальные грунты. Все прочие варианты, при низких температурах требуют утепления, которое производится путём задержания снега, рыхления грунта, его обваловки, утепляющей засыпки, либо устройства электрообогрева.

И это далеко не полный перечень способов защиты грунтов от промерзания, используемых в строительстве. Данные мероприятия должны осуществляться осенью, до того, как наступят первые заморозки. Если же речь идёт не поверхности земли, а о днищах котлованов или траншей, то меры по их предохранению должны быть приняты сразу после того, как вынут грунт. О некоторых из применяемых сегодня способов, мы вкратце расскажем далее.

Рыхление и утепление

Изменение структуры грунта путём его разрыхления, которое может быть произведено на глубину до полутора метров, является одним из наиболее эффективных способов защиты грунта. При этом на поверхности почвы образуются гребни, которые задерживают снег. Он, кстати, не хуже покрывала укрывает землю, и не даёт ей промерзать.

  • Даже в самую холодную зиму, глубинная отметка промерзания разрыхлённого грунта вдвое меньше, чем плотного. Поэтому метод рыхления применяют перед разработкой супесей и суглинков, осуществляемой во второй половине зимы. Сначала грунт на поверхности будущего котлована рыхлят и разбрасывают экскаватором.

Навесное оборудование на экскаватор, предназначенное для рыхления грунта

  • Затем, роют глубокую траншею в отвал, которая при последующей проходке засыпается грунтом от новой траншеи. Последняя проходка, которая располагается уже за пределами котлована, полностью засыпается. Разрыхленный грунт задерживает снег, и когда зимой приступают к строительству, он легко вынимается, так как на поверхности всего лишь мёрзлая корка.
  • Если нужно защитить от замерзания небольшие поверхности, то для этой цели используют натуральные теплоизоляционные материалы: солому, опилки, листья, шлак. В последнее время строители всё чаще отдают предпочтение быстротвердеющему пенному полистиролу. Обилие пор в пене способствует наилучшей теплоизоляции поверхности. Слой в 40-50 см, способен отдалить начало замерзания на пару месяцев – а там и весна.

Опилки – отличная защита грунта от промерзания

  • В южных регионах, и некоторых районах средней полосы, где температура на поверхности грунта зимой не опускается ниже -15 градусов, часто используют способ химической защиты. Для этой цели используют технические соли (хлористый калий или натрий). Их укладывают на поверхность, либо углубляют на 10-15 см.
  • При наличии плотных глинистых грунтов, растворы этих солей даже инъецируют в грунт. Однако стоит заметить, что соли способны агрессивно воздействовать на заглубляемые конструкции, увеличивают электропроводность грунтов. А потому применение этого способа для защиты грунтов от замерзания-оттаивания, ограничено.

Нужно помнить, что строительство, осуществляемое в зимнее время без соответствующей подготовки грунта, чревато последствиями. Именно поэтому, частные дома возводят, как правило, летом, и стараются до холодов подвести здание под крышу.

Читайте также:  Как построить фундамент для бани: инструкция и нюансы

Факторы влияния

На уровень промерзания влияют следующие природные показатели:

  • Растительность на участке;
  • Слой снежного покрова;
  • Температура на поверхности;
  • Тип поверхности;
  • Интенсивность влажности почвы.

При нуле градусов промерзают галечные и грунты крупной фракции. Мелкодисперсные типы промерзают при более низких температурах, мелкозернистые пласты состоят из мелких жилок, соответственно, вбирают большее количество жидкости.

Усредненные данные, при идентичных дневных температурах глубина следующая:

  • Суглинки — 130-140 сантиметров;
  • Глина, насыпные пласты 135-145 сантиметров;
  • Галечные почвы — 172-176 сантиметров;

Причины вспучивания грунта

Величина вспучивания определяется несколькими факторами:

  • дисперсионными свойствами почвы,
  • глубиной залегания подземных вод,
  • высотой капиллярного смачивания почвы,
  • глубиной промерзания грунта.

В различных местностях подземные воды находятся на разных уровнях. Уровень залегания считают высоким при глубине не более 2 метров. При нахождении воды близко к уровню промерзания, почва становится сильно увлажненной, что приводит к сильному пучению грунта при минусовой температуре.

Высота капиллярного смачивания почвы зависит от ее типа. Толщину слоя капиллярного увлажнения от уровня грунтовых вод называют опасной морозной каймой. Ее толщина — от 30 см до 3,5 метра. Морозоопасная кайма зависит от степени дисперсности почвы и составляет:

  • 30−50 см при пылеватой почве;
  • 50−100 см у супесей (грунта, состоящего из пылеватых и песчаных частиц);
  • до 1,5 м у суглинков;
  • до 3 м у глинистых почв.

Глубина промерзшего грунта под домом зависит от температуры воздуха, теплоизоляции основания и толщины снежного покрова.

Из вышесказанного напрашивается вывод — чем ближе грунтовые воды, толще слой капиллярного увлажнения и ниже температура за окном, тем большему вспучиванию подвергнется грунт.

Что ещё могут силы морозного пучения.

Приведённые примеры действия зимних деформаций  характерны для влажных, насыщенных водой грунтов,  но  не стоит забывать, что грунты  на сухих участках также, в силу погодных или гидрологических явлений, могут приобретать свойства  пучинистых грунтов и подвергаться  действию  силы морозного пучения.

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

  Применяя эти способы защиты, вы самостоятельно сможете уберечь свой дом от повреждений и необходимости выполнять дорогостоящий ремонт.

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

Приходилось ли Вам сталкиваться с эффектом морозного пучения?  

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

 Как и что вы предпринимали в борьбе с этим явлением?

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

Вам понравилась статья? Будет здорово, если поделитесь  в социальных сетях.

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

Всем удачи в борьбе с  морозным пучением.

Что ещё могут силы морозного пучения.
Что ещё могут силы морозного пучения.

————————————-ЕЩЁ ЧИТАЮТ———————————— Влияние глубины промерзания грунта на глубину заложения фундамента КАК ПРОСТО ЗАЛИТЬ ФУНДАМЕНТ РАСЧЁТ НАГРУЗКИ НА ФУНДАМЕНТ КАК СДЕЛАТЬ ЗАБОР ИЗ МЕТАЛЛОПРОФИЛЯ УСТРОЙСТВО СМОТРОВОЙ ЯМЫ В ГАРАЖЕ УСТРОЙСТВО ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА ЗАБОРА ТЕХНОЛОГИЯ ВИНТОВЫХ СВАЙ НА ЧТО ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ ПРИ ВЫБОРЕ ВИНТОВОЙ СВАИ

Как определить характеристики

Степень пучинистости грунтов получают после гидрогеологического исследования. Если нет возможности провести замеры, то можно определить по физическим параметрам земли на участке. Самостоятельно получится узнать вид почвы, уровень подземных вод и показатель текучести.

Рядом с предполагаемой стройкой выкапывают две вертикальные узкие ямы, глубиной 1,5-2 м. Непучинистые крупный гравий и скальный монолит определяют визуально. Из среза шурфа берут пробу грунта для установления типа. Небольшое количество смачивают в жидкости. После увлажнения массу в ладонях скатывают в колбаску и загибают в кольцо. Материал из песка не получится собрать, супесь рассыпается на мелкие части. Держит форму глина, а суглинка распадается на 3 куска.

Как определить характеристики

Узнать тип грунта Источник

Уровень залегания подземных вод можно вычислить самостоятельно. Если через сутки в шурфе не появилась жидкость, то скважину буром увеличивают еще на 1,5 м. Просочившаяся влага на поверхности грунта станет показателем глубины залегания. Минимальные параметры для слабопучинистых глины и песка – 2 м.