Геологические изыскания стоят дорого. И умение прочесть данные геологических изысканий и разработать по ним проект фундамента - тоже. При этом по итогу запроектированный по этим данным фундамент может оказаться практически таким же, как и предложенный "на глазок" строителем. Поэтому часто проведение геологических изысканий для индивидуального дома просто игнорируется, а иногда подменяется следующими рассуждениями и действиями:
- находится глубина промерзания грунта в данном регионе и по ней определяется требуемая глубина заложения фундамента.
- проверяется, чтобы давление под подошвой фундамента не превысило 0,9...1 кг/см^2, что по таблицам СНиП соответствует самым "слабым" грунтам.
- При необходимости корректируется ширина подошвы.
И вроде бы кажется, что при таких предпосылках можно "перекрыть" все опасности, при весьма умеренной переплате за материалы и работу. Но, как следует из заголовка, морозное пучение является далеко не единственным специфическим воздействием грунтов, которое может "неожиданно" проявиться на конкретном участке. Кроме того, упомянутое расчетное сопротивление - это не некая прочность грунта, а максимальная величина давления на грунт, при которой деформации грунта относительно невелики, происходят довольно медленно и подчиняются простым линейным зависимостям. То есть, ограничение давления под подошвой значением расчетного сопротивления - это лишь предварительная проверка перед основной расчетной проверкой (расчетом осадки). Справедливости ради стоит сказать, что, пройдя предварительную проверку, малоэтажные здания, как правило, легко проходят и основную.
Но существуют несколько типов грунтов, чье поведение под нагрузкой не подчиняется упомянутым зависимостям. Соответственно и расчетное сопротивление для них, как верхняя граница этой зависимости - не совсем корректный показатель в качестве характеристики надежности. Причем я имею в виду не только специфические ситуации, типа наличия карста, крутых склонов, оползневых процессов и пр., а вполне обычные случаи, когда относительно однородное основание сложено "обычными" грунтами, внешне никак не обозначающими свое коварство. Общее определение таких грунтов - "структурно неустойчивые" . Такими грунтами помимо пучинистых могут являться:
Просадочные грунты
Просадка (не путать с усадкой и осадкой) - это процесс уменьшения грунта в объеме в результате коренного изменения его структуры при замачивании. Эта способность грунта приводит к резкому провальному опусканию его поверхности. Проявление просадочных свойств грунта сопровождается уменьшением пористости и увеличением влажности, при этом консистенция грунта переходит из твердого состояния в полутвердое и тугопластичное. Сущность явления просадочности грунта заключается в следующем: при замачивании водой ослабевают неводостойкие и маловодостойкие структурные связи, а действующая на грунт нагрузка разрушает их и сдвигает твердые частицы относительно друг друга, придавая им более компактную "упаковку". Просадочностью обладают лёссовые грунты, которые представлены супесями, суглинками и глинами со значительным содержанием пылеватых фракций. Они отличаются от других своеобразным составом и свойствами.
Набухающие грунты
Противоположное явление. Эти грунты при замачивании, наоборот, увеличиваются в объеме. У всех набухающих грунтов после замачивания наблюдаются уменьшение плотности, переход из твердой и полутвердой консистенции в пластичную, снижение в несколько раз прочностных характеристик. И если просадочные грунты после замачивания самоуплотняются и перестают быть таковыми, то набухающие грунты в процессе высыхания получают уже усадочные деформации (а при повторном замачивании процесс может также повториться).
Просадочные и набухающие грунты
Бывает и такое. Грунты могут иметь в своем составе одновременно водорастворимые и гидрофильные минералы. И самое печальное, что невозможно предсказать, какой из противоположных процессов при замачивании будет иметь приоритет. При этом для просадочных грунтов надо стремиться к уменьшению давления от здания, то для набухающих - наоборот, к увеличению.
Органоминеральные и органические грунты
К ним относятся все "болотистые" грунты: илы, сапропели, заторфованные грунты и торфы. Их особенность заключается в большой сжимаемости, изменчивости и анизотропии прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и изменений их в процессе консолидации основания, длительного развития осадок во времени и возможности возникновения нестабилизированного состояния. Также следует учитывать, что подземные воды в органоминеральных и органических грунтах как правило агрессивны к материалам подземных конструкций.
И помимо открытого залегания такие грунты могут быть еще и погребенными (залегающими в виде линз или слоев на различной глубине), и искусственно погребенными (перекрытыми искусственно сформированными отложениями), то есть не обнаруживаться при внешнем осмотре.
Насыпные грунты
К насыпным относятся грунты природного происхождения с нарушенной естественной структурой и грунтовые материалы искусственного происхождения (отходы производств, строительный мусор, ТБО), образовавшиеся отсыпкой сухим способом. Сложность проблемы строительства на насыпных грунтах определяется как их специфическими свойствами (неоднородность по составу, неравномерная сжимаемость, возможное самоуплотнение, разложение материнской структуры и пр.), так и несогласностью залегания (переменной толщиной, наличием пустот и твердых включений). Причем насыпные грунты на участках под индивидуальную застройку редко когда являются планомерно возведенными, а чаще всего представляют собой отвалы и свалки. Часто ушлые хозяева поселков при помощи отсыпки выравнивают участки на неудобьях (склоны, овраги), выкраивая еще немного продаваемых площадей, а на долго простаивавшем участке может оказаться спешно засыпанный перед продажей котлован, либо такой участок соседи могли использовать как отвал. То есть насыпные грунты могут оказаться полной неожиданностью посреди инженерно-геологического "рая", и опять же - никак не определяться при внешнем осмотре (они могут выглядеть вполне слежавшимися).
Иначе говоря, без специальных исследований определить наличие структурно неустойчивых грунтов в основании практически невозможно, а их поведение можно надежно предсказать только при знании их физико-механических характеристик. Что и приводит к необходимости во избежание всяких неприятных сюрпризов заказывать инженерно-геологические изыскания, отсутствие которых не сможет компенсировать даже "прикидка с запасом" и перерасход материалов на фундамент.
