Найти в Дзене
Хоум Сапиенс

Прекратите думать, что водоотведение и дренаж спасут от морозного пучения

Столб забора с обетонкой, поднятый пучением
Столб забора с обетонкой, поднятый пучением

Конечно, с тысячей подписчиков, несколько большим количеством читателей и добровольными ограничениями по формату подачи (одна платформа и только тексты) мне сложно перевернуть информационное пространство, по которому, в частности, гуляют в виде печатного текста и видеороликов многочисленные утверждения о том, что с морозным пучением следует бороться путем организации водоотведения атмосферных вод от здания и дренажа. И в этом информационном потоке, разумеется, потонула моя статья трехлетней давности с несколькими десятками дочитываний про ошибочность подобных утверждений. Поэтому, не лишним будет обновить ее.

Итак, увлажнение атмосферными осадками верхних слоев грунта слабо влияет на морозное пучение. Да, всем известно, что вода расширяется при замерзании, только мало кто задумывается о пределах этого расширения. А предел этот - 9%, что не так много, учитывая, что даже заполнив все пустоты внутри грунта, вода останется "примесью", а не основным объемом. Источником же значительного увеличения объема грунта при пучении является вода, которая на момент промораживания грунта отсутствует в нем.

Вода в грунте может присутствовать в различном виде: капиллярная, свободная, плёночная, в виде пара и пр. В любом случае имеющееся в данный момент установившаяся влажность во всех ее проявлениях - результат довольно сложных физических процессов по поиску баланса влаги в системе и вокруг нее. Баланс означает, что данному объему грунта энергетически невыгодно (а для удержания влаги нужна энергия, в основном электрохимическая) ни отдавать молекулы воды контактирующим с ним средам (грунт, наружный воздух), ни забирать их.

И промораживание грунта с замораживанием имеющейся воды фатальным образом нарушает этот энергетический баланс. У грунта высвобождается энергия, чтобы попробовать ещё притянуть воды. Берет от ее из соседних (в основном - нижележащих) слоев грунта, "подкачивая" по капиллярам. Но прибывшая по капиллярам вода, если холода продолжаются, тоже замерзает, и процесс повторяется снова. И так, пока на глубину капиллярного поднятия от границы промерзания не установится новое равновесное состояние. Но если в пределах зоны капиллярного поднятия находятся подземные воды, то это равновесное состояние, если и установится, то очень не скоро. Для промерзающего грунта это почти неиссякаемый источник влаги.

-2

И грунт будет "подкачивать" эту воду в промерзающую толщу, там она будет замерзать, грунт будет "подкачивать" новые порции воды, которая будет намерзать на уже имеющиеся кристаллы льда, увеличивая их, в конце концов, до приличного объема глыб, составляющего десятки процентов от объема промерзающего грунта. И эти глыбы легко раздвигают грунт, которому оказывается некуда деваться, кроме как вверх.

Бугор пучения" - явление, характерное для районов "вечной мерзлоты". Внутренность холма - огромная ледяная линза. Пример очень долгого установления равновесного состояния при промерзании грунта.
Бугор пучения" - явление, характерное для районов "вечной мерзлоты". Внутренность холма - огромная ледяная линза. Пример очень долгого установления равновесного состояния при промерзании грунта.

То есть, сильное пучение в наибольшей степени обуславливается наличием грунтовых вод, расположенных заметно глубже (до 3,5 метров) нижней границы промерзания, в которой и происходит основной прирост объема. Соответственно, пристенный дренаж который как раз и призван понижать уровень грунтовых вод, будучи расположенным на несколько метров выше этого уровня, бесполезен от слова "абсолютно", и ничего, кроме ложного успокоения не дарит.

Схема работы дренажа
Схема работы дренажа
Ледяные линзы в промерзающем грунте
Ледяные линзы в промерзающем грунте

Водоотведение в отличии от дренажа, нужно всегда, но на пучение оно влияет либо слабо, либо косвенно - препятствует предзимнему увлажнению поверхностных слоев грунта, тем самым несколько уменьшая глубину промерзания, что иногда позволяет разорвать капиллярную связь с грунтовыми водами.

Соответственно из полумиллиона, на которые вас разводит прораб за дренаж, можно легко выделить десятую часть на геологические изыскания, чтобы оценить, нужен ли вообще дренаж и противопучинистые мероприятия.