Почему возникает морозное пучение

Морозное пучение возникает, когда влажный грунт промерзает и увеличивается в объеме. В результате грунт начинает давить на фундаменты, столбы, цокольные элементы, трубы, площадки и другие конструкции, расположенные в земле или непосредственно связанные с основанием.

Практически все грунты, кроме скальных, могут подвергаться морозному пучению. Наиболее выражена эта проблема у глинистых грунтов: суглинков, глин, супесей, мелких и пылеватых песков, а также песков, содержащих пылевато-глинистые частицы.

Гравелистые, крупные и средние пески без пылевато-глинистых включений считаются непучинистыми, так как хуже удерживают воду и меньше изменяют объем при промерзании.

Схема воздействия морозного пучения на конструкции

Как грунт воздействует на конструкции

Морозному пучению особенно подвержены грунты, которые содержат мельчайшие пылеватые и глинистые частицы. По сравнению с крупными и средними песками, такие частицы значительно лучше удерживают воду.

При замерзании насыщенная водой масса увеличивается в объеме, начинает давить на конструкции, расположенные в грунте, и может буквально выталкивать их из земли. Именно из-за этого после зимы столбы могут смещаться, наклоняться или нарушать общую геометрию забора.

• Подошва фундамента испытывает давление снизу при увеличении объема промерзшего грунта;
• Боковые поверхности фундамента или столба испытывают касательное воздействие примерзшего грунта;
• Увеличившийся в объеме грунт может давить на подземные конструкции в горизонтальном направлении;
• При повторяющихся циклах промерзания и оттаивания деформации могут накапливаться.

Нормальные и касательные силы морозного пучения

Деформации морозного пучения являются результатом воздействия нормальных и касательных сил. Нормальные силы возникают под подошвой фундамента в результате замерзания и увеличения объема пучинистого грунта.

Касательные силы появляются из-за вертикального смещения грунта, который примерзает к боковым поверхностям фундамента, столбов или стен подвала. Кроме того, увеличившийся в объеме промерзший грунт может давить на стены подземных конструкций перпендикулярно их поверхности.

Что усиливает морозное пучение

Процесс пучения усиливается при повышении влажности грунта. Особенно сильное влияние оказывают атмосферные осадки, обильные осенние дожди, капиллярное поднятие влаги и высокий уровень грунтовых вод.

• Глинистый или пылеватый состав грунта;
• Высокая влажность основания;
• Обильные осенние осадки;
• Капиллярное поднятие влаги;
• Высокий уровень грунтовых вод;
• Недостаточная подготовка основания при строительстве.

Как снизить риск повреждений

Чтобы снизить риск перекоса столбов, трещин и деформаций, при строительстве необходимо учитывать тип грунта, уровень грунтовых вод, глубину промерзания и особенности будущей конструкции. Для заборов, ворот и бетонных оснований особенно важно правильно подготовить ямы, выполнить подсыпку, уплотнение, бетонирование и дренажные мероприятия.

• Определить тип грунта и уровень влажности на участке;
• Учитывать глубину промерзания в регионе;
• Применять правильную подсыпку и уплотнение основания;
• Защищать конструкцию от избыточного увлажнения;
• Подбирать способ установки столбов и фундаментов под условия конкретного участка.