Какие грунты являются пучинистыми: полное руководство для строительства и ремонта

При возведении зданий, прокладке коммуникаций и устройстве фундаментов ключевую роль играет тип грунта. Особую осторожность необходимо проявлять при работе с пучинистыми грунтами, поскольку их особенности способны нанести существенный урон конструкции — от трещин в стенах до деформации основания. В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое пучинистые грунты, какие их разновидности встречаются на практике, как они ведут себя в условиях сезонных колебаний влажности и температуры, а также какие меры можно предпринять для минимизации их негативного воздействия.

Что такое пучинистость грунта

Пучинистость — это способность грунта изменять свой объём при замерзании или увлажнении. В основном это свойство проявляется в виде увеличения объёма при замерзании воды, содержащейся в порах грунта. Вода превращается в лёд, увеличивается в объёме примерно на 9%, и при этом возникает выталкивающая сила, направленная вверх — она и способна поднять фундамент, дорожное покрытие или трубы. Такой процесс называется морозным пучением.

Пучинистые грунты особенно опасны в районах с холодным климатом и выраженными сезонными перепадами температур, где почвы промерзают на большую глубину. Однако и в более тёплых регионах их влияние может быть ощутимым в случае интенсивного увлажнения.

Основные типы пучинистых грунтов

Пучинистость наиболее ярко выражена в мелкодисперсных грунтах с высоким содержанием влаги и глинистых частиц. Вот ключевые виды грунтов, обладающих пучинистыми свойствами:

Глины

Глинистые грунты — одни из самых распространённых и в то же время самых проблемных в плане пучинистости. Они состоят из мельчайших частиц размером менее 0,005 мм, обладают высокой связностью и способностью удерживать влагу.

Разновидности глин:

Тяжёлые глины (более 30% глинистых частиц) обладают высокой пучинистостью;
Средние глины — средняя степень пучинистости;
Лёгкие глины и супеси — умеренно пучинистые, но поведение зависит от содержания песчаной составляющей.

Суглинки

Суглинок представляет собой смешанный тип грунта, в котором глина сочетается с песком. При наличии более 10% глинистых частиц суглинки могут быть умеренно или сильно пучинистыми. Их структура менее водонасыщаемая по сравнению с чистыми глинами, но всё ещё представляет опасность.

Супеси

Супесь — это лёгкий песчаный грунт с примесями глины (до 10%). Считаются слабо пучинистыми, особенно при наличии хорошего дренажа. Тем не менее, в условиях избыточного увлажнения или плохой планировки участка могут проявлять пучинистые свойства.

Илы

Органо-минеральные отложения, такие как илы, чрезвычайно нестабильны. Они могут обладать высокой пучинистостью за счёт своей рыхлой структуры и способности к насыщению влагой.

Лёссы и лёссовидные суглинки

Это пористые, карбонатосодержащие почвы, которые при намокании могут разжижаться, а при замерзании — пучиться. Особенно опасны, если ранее находились в сухом состоянии и подверглись водонасыщению.

Механизм морозного пучения

Для понимания сути процессов в пучинистых грунтах необходимо разобраться в механизме морозного пучения:

Промерзание почвы вызывает кристаллизацию воды в порах грунта.
Капиллярный подъём влаги приводит к тому, что вода из нижних, непромерзших слоёв подтягивается вверх, насыщая верхнюю зону.
Образование линз льда — лёд накапливается в виде прослоек, которые расширяются и выталкивают верхние слои почвы.
Подъём конструкции — при расположении фундамента в зоне пучения происходит его подъём и, возможно, перекос.

Факторы, влияющие на степень пучинистости

Следующие факторы определяют, насколько сильно грунт будет пучиться:

Гранулометрический состав — чем мельче частицы, тем выше капиллярность и пучинистость;
Влажность — насыщенные влагой грунты пучатся значительно сильнее;
Глубина промерзания — чем глубже промерзает почва, тем больше объём, подверженный расширению;
Температурные условия — суровые зимы с частыми переходами через 0 °C усиливают эффект;
Дренаж и уклон участка — плохо отводимая вода усиливает пучение.

Признаки наличия пучинистых грунтов на участке

Перед началом строительства важно определить, с каким типом грунта вы имеете дело. Признаки, по которым можно заподозрить пучинистость:

Трещины в старых фундаментах соседних домов;
Волнообразные просадки или вспучивания на тротуарах и дорожках;
Застой воды весной и осенью;
Липкая, пластичная почва с сероватым оттенком — признак глинистого состава;
Наличие лопающихся почвенных комьев при высыхании.

Как определить пучинистость на практике

Для точной оценки необходимо провести геологическое обследование участка. В него входят:

Бурение скважин с отбором образцов;
Лабораторный анализ состава почвы (гранулометрический, химический, влагосодержание);
Определение уровня грунтовых вод;
Оценка коэффициента пучения — количественный показатель, показывающий, насколько сильно может измениться объём грунта при замерзании.

Коэффициент пучения выражается в долях от единицы. Например, при значении 0,1 — возможен подъём грунта на 10 см на 1 м толщины пучинистого слоя.

Последствия строительства на пучинистом грунте

Игнорирование особенностей пучинистых грунтов может привести к следующим проблемам:

Трещины в фундаменте и стенах;
Перекосы дверных и оконных проёмов;
Разрыв коммуникаций (труб, кабелей);
Нарушение геометрии строения (вплоть до аварийного состояния);
Деформации отмостки, дорожек и террас.

Меры противодействия пучению

Чтобы избежать разрушений, необходимо применять комплекс инженерных решений:

Устройство заглублённого фундамента

Фундамент должен располагаться ниже уровня промерзания почвы. В большинстве регионов России это 1,2–2,0 м.

Утепление фундамента и отмостки

Применение экструдированного пенополистирола (ЭППС) по периметру дома и под отмосткой препятствует промерзанию грунта.

Замена грунта

Выемка пучинистого слоя и замена его на непучинистый (песок крупной фракции, щебень) с послойным трамбованием.

Обратная засыпка с послойным уплотнением

Позволяет сократить подвижность грунта. Каждый слой уплотняется виброплитой или катком.

Дренажные системы

Удаление избыточной влаги с участка и из-под фундамента снижает вероятность насыщения почвы и, как следствие, пучения.

Использование свайных конструкций

Свайный фундамент (винтовой, буронабивной, железобетонный) передаёт нагрузку ниже уровня пучинистого слоя или распределяет её вне зоны пучения.

Непучинистые грунты — альтернативы и особенности

Для сравнения полезно знать, какие грунты считаются непучинистыми:

Крупнозернистые пески (с минимальным содержанием глины);
Гравий и щебень;
Камни и скальные породы;
Сухие и дренированные почвы с низкой капиллярной активностью.

Если участок имеет подобные грунты, строительство упрощается — достаточно стандартных решений по фундаменту без дополнительных защитных мер.

Заключение

Пучинистые грунты — это один из самых коварных факторов, способных повлиять на долговечность строения. Их главная опасность — изменение объёма при промерзании, что приводит к деформациям и разрушениям. Ключ к успешному строительству на таких грунтах — это качественное геологическое изыскание, грамотное проектирование и внедрение эффективных инженерных решений. Учитывая все перечисленные нюансы, можно обезопасить себя от неожиданных затрат на ремонт и обеспечить своему дому устойчивость на долгие годы.