В инженерной геологии принято отдельно выделять грунты, обладающие специфическими свойствами. Одним из таких свойств является набухание. Набухающие грунты встречаются нечасто, но могут доставить массу неприятностей, особенно, залегая в основании фундаментов легких зданий и сооружений.
Какие грунты относятся к набухающим
Для начала определимся с терминологией. Набухание — это процесс увеличения объема грунта при замачивании. У любого процесса есть условия и причины. Очевидно, что причиной является вода, а вот главным условием — минеральный состав грунта. При набухании вода входит в кристаллическую решетку минерала, а конкретно — глинистых минералов групп гидрослюд и монтмориллонита. Отсюда следует, что рассматриваемый процесс может развиться в глинах и суглинках.
Не всякая глина будет набухать, а тем более — суглинок, где количество глинистых частиц меньше. Вторым условием является исходная консистенция грунта. Если грунт уже достаточно насыщен водой (консистенция от тугопластичной и до текучей), набухать он не будет. Сколько воды он мог связать химически, он уже связал.
Бывают случаи, когда набухают просадочные грунты. Казалось бы, от воды просадочный грунт должен уменьшиться в объеме, но в реальности до тех пор, пока он не наберет достаточно воды для разрушения скелета, он может проявлять #набухающие свойства.
Чем опасно набухание и как его определить
Поскольку набухание связано с взаимодействием веществ на молекулярном уровне, его сила может быть весьма впечатляющей. Обычно давление набухания достигает величин до 600 кПа, а иногда и больше. Это в разы больше, чем давит на грунт двухэтажный дом из пеноблоков.
Набухание характеризуется следующими параметрами: давление и относительная деформация. Испытания проводят в компрессионном приборе по ГОСТ 12248.6-2020. Собственно, по второму параметру определяют, насколько грунт набухающий (замачивание длится до трех суток), и если процесс зафиксирован, то проводят испытание, определяющее давление.
Обратный процесс называется усадкой (не путать с осадкой). Если вода не поступает, то даже комнатной температуры достаточно, чтобы вода из образца начала испаряться.
В идеале при инженерно-геологических изысканиях любая полутвердая или твердая глина должна подвергаться таким испытаниям, но для частного домостроения этого почти никто не делает, в том числе и из-за стоимости.
Понять, набухает грунт или нет, можно и самостоятельно, если есть образец ненарушенного сложения. Достаточно поместить его в пустую консервную банку, предварительно сделав небольшие отверстия по бокам. Важно, чтобы образец плотно прилегал к стенкам. Эту банку с грунтом помещаем в емкость с водой, желательно дистиллированной, отмечаем положение грунта в банке и ждем 3 дня. Если высота образца увеличилась на 4% (будем следовать хотя бы ГОСТ 25100) и более, значит он набух. Для частного строительства определять давление не требуется, все равно оно будет запредельным.
Если глина или суглинок имеет много включений крупнообломочных грунтов, прослои песка, то с высокой долей вероятности специфических свойств не будет. Грунты ледникового комплекса такой напасти точно не подвержены.
Как избежать набухания
Главным способом защиты от набухания является недопущение попадания воды в такой грунт. В реальности это значит, что в него нельзя вкапывать фундамент, вкручивать винтовые сваи, иными словами, не нарушать его целостность. На известном строительно-дачном форуме однажды попалась тема, где человек жаловался, что летом у него поднимается дом, стоящий на винтовых сваях. Ему их докручивали, но все повторялось снова. Само собой про грунты информации никакой, все твердят про морозное пучение, но откуда оно возьмется летом? Ответ на его вопрос нашелся, когда он написал, что участок в Раменском районе Московской области. Для этого района характерно близкое к поверхности залегание юрских глин, которые славятся набухаемостью и еще рядом нехороших особенностей. А выше глин залегают водонасыщенные пески, поэтому при каждом докручивании появлялись условия для поступления воды в толщу массива.
Существует химический способ защиты от набухания с помощью солей, но в жизни я ни разу не встречал, чтобы этим кто-то занимался. Да и вреда может быть больше, чем пользы.
Подводя итог, скажу, что если в основании залегает набухающая глина, и ее не вскрывают при земляных работах, опасности она не представляет.
