В инженерной геологии принято отдельно выделять специфические грунты, т. е. такие грунты, которые обладают определенными особенностями и связанными с этим свойствами. Как несложно догадаться, эти свойства не сулят фундаменту ничего хорошего. К таким грунтам относят:
- просадочные;
- набухающие;
- органические и органоминеральные;
- элювиальные;
- засоленные;
- насыпные (техногенные).
Ранее про просадочные и набухающие грунты я уже писал, засоленные склонны к химической суффозии (про нее тоже есть статья). Элювиальные грунты — продукт выветривания скальных пород и далеко не всегда опасны.
В этой статье я хотел бы подробнее остановиться на насыпных и органоминеральных грунтах, а также на органических.
Выделение инженерно-геологических элементов
Для начала немного вводной информации. В процессе изысканий геологическое строение схематизируют, причем графическое изображение, будь то карта или разрез, является верхушкой айсберга. Схематизация идет еще на этапе расчленения разреза, когда выделяют инженерно-геологические элементы (ИГЭ).
За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения, подвида или разновидности (см. ГОСТ 25100) при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно) либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь
Иными словами, в пределах выделенного ИГЭ свойства одинаковы. Не буду погружаться в статистику, отмечу только, что если отсутствует закономерность их изменения, то для каждого показателя принимается некая средняя величина.
Чем опасны насыпные или техногенные грунты
Из названия уже понятно, что так называют отложения, происхождение которых напрямую связано с человеческой деятельностью. В этот емкий термин входят как отсыпка по проекту (например, дорожная одежда, замещение грунта под фундаментом), так и заваленная мусором с землей яма. С позиции геолога культурный слой тоже относится туда же.
Главная опасность, которую таят в себе такие отложения, - непредсказуемость, причем страшно это не для геолога, а для проектировщика и конечного потребителя — заказчика.
В случае с насыпными грунтами, которые уложены не по проекту (а это подавляющее большинство участков, где они есть), мы имеем дело с высокой неоднородностью состава и свойств по глубине и простиранию. Когда насыпные грунты выделают в ИГЭ, его свойства, определенные в отдельных точках, не отражают весь массив. Показатели скачут случайным образом. Даже если отбирать образцы через каждый метр, разбурить как швейцарский сыр, велик шанс не найти какую-нибудь деревяшку, которая потом сгниет, полость, кучку торфа и т. д. Поэтому всегда их замещают на заведомо известный грунт (чаще всего на песок) или проходят сваями. Играть в лотерею, ставка в которой собственный дом, не стоит.
Органические (биогенные) грунты
К органическим грунтам относятся торф и сапропель, т. е. это те грунты, которые не просто содержат много органических веществ, а сформировались из остатков организмов.
Сапропель на участках встречается относительно редко - в поймах или старицах рек, на месте осушенных озер. Торф распространен шире, может залегать как с поверхности, так и быть погребенным.
Оба грунта опасны одним — сильной сжимаемостью, настолько сильной, что почти не способны нести нагрузку от сооружения. К слову, пористость торфа может достигать 600%, т. е. это природная губка.
С такими отложениями и проще, и сложнее одновременно. Очевидно, что на них строить без специальных мероприятий не получится. Варианты те же, что и насыпными грунтами (сваи, замещение грунта), а кроме того, есть еще грунтовые сваи. Способ достаточно экзотический, хотя разработан давно и иногда используется.
Коварство органоминеральных грунтов
Органоминеральными называют грунты, которые содержат от 5 до 50% органических веществ в своем составе. Если их больше 50%, то грунт считается органическим. Классификацией грунтов по содержанию органики загружать не буду, и так понятно, что чем ее меньше, тем лучше для фундамента. Такие грунты обладают сильной сжимаемостью (самый яркий пример — ил, который вообще не держит нагрузку), органические вещества могут со временем сгнить.
Пески, содержащие включения органических веществ, встречаются, но гораздо реже суглинков и глин. Один из таких примеров — истинный плывун.
У глинистых органоминеральных грунтов есть еще одна особенность, в которой и кроется коварство — реологические свойства. Это значит, что при неизменной постоянной нагрузке с течением времени уменьшаются показатели прочностных и деформационных свойств. Другое название - незатухающие деформации, т. е. дом на таких грунтах будет продолжать садиться весь срок службы, десятки лет. Чем больше органики, тем больше воды способен удерживать грунт, и тем больше будут пластические деформации.
Для водонасыщенных органоминеральных грунтов характерно еще одно свойство — разжижение при динамических нагрузках (тиксотропные свойства). Для частного дома это не особо важно, разве что следует учитывать при выборе в качестве фундамента забивных свай.
На таких грунтах строят, но в каждом конкретном случае они требуют пристального внимания как со стороны геологов, так и со стороны проектировщиков.
Как распознать органоминеральный грунт
Конечно, точный ответ дает лаборатория, но и без нее по ряду признаков можно сделать вывод о наличии органики.
1. Прежде всего, это черный или темно-серый цвет, реже темно-бурый.
2. Наличие прожилок или даже тонких слоев торфа, включения растительных волокон, неразложившихся частей растений (листья, стебли, обломки древесины).
3. Характерный болотный запах. Он бывает не всегда, но часто.
4. Органоминеральный грунт очень часто слоистый. Это не значит, что если грунт слоистый, то он содержит органику. Это значит, что слоистость в совокупности с темным цветом — повод пристальнее присмотреться к включениям.
Такие грунты могут встретиться в долинах рек и озер, вблизи болот, в низинах рельефа.
