Морозное пучение – один из самых распространенных геологических процессов. Про него уже много написано, начиная с механизма, заканчивая мерами защиты (ссылки в конце статьи). Здесь же хотел бы остановиться на определении пучинистости грунта, причем как глинистого, так и песчаного. А вариантов есть всего два: лабораторный и расчетный. Сразу оговорюсь: статья сложнее для восприятия из-за обилия формул, но без этого не обойтись.
Степень пучинистости грунтов
Для начала немного остановлюсь на классификации. Все грунты делятся на разновидности по своим свойствам, коих великое множество. Все признаки и критерии деления отражены в ГОСТ 25100, включая степень пучинистости.
Степень пучинистости определяют, исходя из величины относительной деформации пучинистости. Фактически это величина, указывающая, на какой процент от первоначального объема увеличится грунт при промерзании. Иногда пишут и в долях единицы.
Лабораторное определение
Самое правильное, но и самое затратное – определить степень пучинистости в лаборатории. Для этого потребуется монолит грунта (образец ненарушенного сложения), который подвергается замораживанию в специальной установке по определенной методике.
Испытания проходят по ГОСТ 28622-2012 «Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости». Методику пересказывать не буду, при желании с ней можно ознакомиться в упомянутом ГОСТ.
Такое испытание стоит от 6000 р., а надо еще и монолит извлечь правильного размера.
Расчетный метод
Гораздо дешевле и быстрее выполнить расчеты, имея на руках физические характеристики грунта. Для глинистого грунта потребуется полный комплекс физических свойств (это и так нужно, если выполняются изыскания). Для песка нужны данные по гранулометрическому составу и коэффициенту пористости. Понятно, что в ИЖС статическое зондирование почти никогда не делают (другим способом его вычислить проблематично), но хотя бы примерно надо иметь представление на уровне рыхлый/средней плотности.
Расчеты выполняются по формулам, изложенным в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». Из песни слов не выкинешь, поэтому придется объяснять с формулами.
Расчет степени пучинистости глинистого грунта
Расчет степени пучинистости глинистого грунта выполняется по следующей формуле:
Полная влагоемкость определяется по более простой формуле.
Фактически этот параметр отражает ту ситуацию, когда грунт будет полностью насыщен водой. Это позволяет спрогнозировать наихудший сценарий. Например, для, казалось бы, твердого и хорошего суглинка, который часто можно встретить почти с поверхности летом в жару. Весной или дождливой осенью мы догадываемся, что именно с ним может приключиться, а полная влагоемкость это отражает в точной цифре.
Вычислив степень пучинистости, остается сопоставить значение с таблицей из ГОСТ.
Расчет степени пучинистости песка
С песками все по-другому, т.к. в них нет связей между частицами. Степень пучинистости зависит от гранулометрического состава и определяется по параметру D, который назвали показателем дисперсности. Здесь, как уже написано выше, потребуется коэффициент пористости.
Далее если D меньше 1, то грунт непучинистый, если в интервале от 1 до 5 – слабопучинистый, ну а больше 5 – пучинистый.
Альтернативный вариант
Есть еще один способ определения пучинистости грунта, но он гораздо более грубый.
К непучинистым относят маловлажные крупнообломочные грунты и пески (любые), твердые глинистые грунты.
Слабопучинистыми являются полутвердые глинистые грунты, влажные пески мелкие и пылеватые, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем более 10%.
Среднепучинистыми будут тугопластичные глинистые грунты, пески мелкие и пылеватые в водонасыщенном состоянии, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем более 30% по массе. И консистенция заполнителя тоже должна быть тугопластичной.
Сильнопучинистыми будут глинистые грунты мягкопластичной консистенции и пластичнее.
Это разделение весьма грубое, не учитывает возможность перехода грунта в другую консистенцию, но тоже имеет право на жизнь.
Ссылки на статьи по теме: