[Клименко Ярослав]

Столкнулись с проблемой - подрядчик проморозил основание под возведенными фундаментами.
Хочется прояснить для себя кое-какие моменты, а именно:
1. Понятно, что возможные последствия и степень пучинистости промороженных глинистых грунтов под подошвой зависят друг от друга. Вопрос - в какой степени? И дело, как я понимаю, не только в пучинистости?
Ситуация. По геологии, сделанной прошлой весной - суглинки от мягкопластичных до полутвердых. Основной горизонт грунтовых вод достаточно глубоко, но верховодка однозначно прогнозируется, вернее, она была в период изысканий. При этом степень влажности этого ИГЭ в среднем 0,9. И в связи с этим - "в период гидромаксимумов - чрезмерно пучинистные".
Подрядчик проморозил грунт под подошвой на 20-30 см (по данным вскрытых шурфов). Т.е. была заказана повторная геология, сейчас, зимой, причем сразу в две в разных организациях. Результаты первой - суглинки полутвердые и твердые, практически непучинистые - степень влажности теперь 0,6.
Вот так вот. Получается грунт сначала несколько подсох, а потом начал замерзать? Испытывают ведь оттаявшие уже образцы монолитов.
фи, с - практически в точку, а Е - даже немного выше. Ну это вроде не удивительно, с чего бы им сильно измениться?
Результаты второй геологии вот-вот будут. По первой повторной, безусловно, мала выборка, косяки вполне допускаю.
По нагрузкам - сейчас возведена часть и возводится дальнейшая часть фундаментов. Фундаменты - столбчатые, над ними - пятиэтажные монолитные корпуса (колонны, диафрагмы и перекрытия с балками), в целом не большие, но с приличными полезными нагрузками, да и постоянная будет не мала (почему именно столбчатые, а не, к примеру, плита, предлагаю не обсуждать). В любом случае, весьма требовательная к неравномерным осадкам конструкция. Подрядчик рвется в бой и останавливаться на достигнутом не собирается.
2. На части площадки фундаменты встали на пески средней крупности. Понятно, что они непучинистые, но, тем не менее, могут ли быть последствия весной для песков при их оттаивании? Я так понимаю, могут быть, если продолжать увеличивать сейчас нагрузку?
3. Чем бить подрядчика с точки зрения норм? Пока работы приостановлены на основании нарушения п. 3.29 СНиП 3.02.01-87.
4. Какие возможны варианты выхода из ситуации? Предлагаем засыпать-утеплить и ждать, пока разморозится с постоянным мониторингом состояния и т.п. Плюс подготовить дренаж до начала снеготаяния. Либо просто засыпать и ждать весны? Либо применять еще какие методы (прогрев электродами?). Либо демонтаж? Ну либо забить, в смысле махнуть рукой?
Понятно, что "заморозка" строительства до весны (каламбур какой-то - заморозка промороженного строительства ) никому не нужна. Тем не менее, заднюю часть нужно сохранить в целости.
Ну а может я зря волнуюсь и ничего с основанием не будет?

Сообщение от Нитонисе А по-вашему что является движущей силой морозного пучения грунтов, если не расширение содержащейся в них воды?

Совершенно верно, все дело именно в расширяющейся воде при замерзании. Но дело в том, что главную роль в этом процессе играет связанная вода — вода, которая имеет связь с частицами грунта посредством адсорбции. Такая вода имеет иную структуру, по сравнению со свободной, и гораздо большую плотность (если не ошибаюсь, доходящюю до 2,5 г/см3). Представьте, что будет происходить при замерзании такой воды? Связи с частицами грунта будут постепенно разрушаться и при переходе в лед плотность воды будет уменьшаться уже не с 1 до 0,9 г/см3, а с ~1,5-2 до 0,9 г/см3. Разница чувствуется?
Почему пучинистость проявляется в глинистых грунтах? Потому, что именно частицы глинистых минералов обладают большой адсорбцией и сами по себе имеют большую удельную площадь, по сравнению с минералами песчаных грунтов — то есть связанной воды в таких грунтах гораздо больше, чем в песчаных. Кроме того, в глинистых грунтах преобладает так называемая «закрытая пористость», когда поры между частицами грунта плотно окружены и не имеют связей с другими порами. При образовании льда в таких порах замерзающей воде некуда деться, кристаллы льда растут постоянно и в какой-то момент происходит разрыв связей между частицами грунта и их раздвижение, пора увеличивается в объеме (следовательно и объем грунта тоже). В песчаных грунтах пористость преимущественно «открытая» и при замерзании воды в таких условиях происходит вымещение воды растущими кристаллами льда в соседние поры, растущему кристаллу льда становиться нечем «питаться» и, следовательно, он не может больше расти. Пора сохраняет свою форму и объем почти неизменной (как и объем замерзающего грунта).

[Клименко Ярослав]

Сообщение от Нитонисе У вас же, судя по вашим высказыванием, грунт пучится в результате каких-то других физических явлений...

Вот именно - физические явления несколько иные.
Описывать своими словами в этом топике я их не буду. Это тема для другой дискуссии. И вы не оффтопьте. Долматов "Механика грунтов, основания и фундаменты" со стр. 60.
Вот и AlphaGeo сказал, что вы ересь говорите, а он - геолог.

Сообщение от Нитонисе Ну и что что в процессе строительства вы что-то подтопите? Ну будет стоять в котловане вода. Ну замерзнет песок. Так это даже и лучше... чем копаться в жидкой грязи - имеем дело с замороженным грунтом. А разрыхление тут при чем? Разрыхляются только пучинистые грунты.

Хватит пороть ерунду.
Насчет разрыхляемости - уверен?

[Нитонисе]

Я не стану сейчас спорить, так как сейчас не хочется копать литературу и аргументировать свои слова цитатами из книг по грунтам и нормативной литературы. Просто выскажу свое мнение по этому предмету, которое сложилось на основе изучения той самой литературы.

Вода имеет плотность ~1 т/м3. Если вы говорите о веществе с плотностью 2 т/м3, то это уже не вода, а другое вещество. Впрочем это вещество и его плотность имеет малое отношение к пучинистым свойствам грунта, так как замерзает и расширяется именно вода (может ваше вещество с плотностью 2 т/м3 тоже расширяется при замерзании - вам виднее, но это только усугубляет ситуацию). Представьте себе толщу грунта 5 метров из так называемого "непучинистого" грунта. Например крупный песок. Глубина промерзания такого грунта ~1.5 метра. Вследствие того, что частицы грунта крупные - между ними имеются относительно большие поры. Все эти поры (или большинство) сообщаются между собой. Вода, проходя сквозь такой грунтовый массив быстро покидает опасную зону промерзания в 1.5 метра и угодит на глубины недостижимые для мороза. Вы можете морозить такой грунт сколь угодно долго - пучинистость такого грунта вы получите в абсолютно незначительных масштабах (та вода, которая все же спеет замерзнуть). Если же предположить, что массив грунта всего 1.5 метра, а далее мощный водоупор, то быстро пройдя толщу песка вода будет растекаться по водоупору, находясь в пределах действия мороза. Именно это обстоятельство делает грунт пучинистым. Воде деваться некуда - и она замерзает. Замерзая - лед заполняет грунтовые поры. При этом может нарушатся структура грунта, частички могут сдвигаться друг относительно друга под воздействием расширяющейся воды. Естественно тут имеет значение и степень обводненности грунтового массива. Если у вас "лужа" в 10 см - то пучение будет невелико, а если в 1 м - то это совсем другое дело. После оттаивания такого грунта под действием сосбтвенного веса или нагрузки от здания частички песка начинают самоуплотняться, что приводит к дополнительной осадке фундаментов.

В доказательство сего посмотрите на окружающие вас малоответственные элементы благоустройства - ограждения, заборы, бордюры, дороги. Они все проектируются на песчаной "непучинистой" подсыпке, но через некоторое время все это стоит сикось-накось, а дороги превращаются в ухабы.

[Клименко Ярослав]

Сообщение от Нитонисе Если вы говорите о веществе с плотностью 2 т/м3, то это уже не вода, а другое вещество. Впрочем это вещество и его плотность имеет малое отношение к пучинистым свойствам грунта, так как замерзает и расширяется именно вода (может ваше вещество с плотностью 2 т/м3 тоже расширяется при замерзании - вам виднее, но это только усугубляет ситуацию).

Это "вещество", связанная вода, о которой говорил AlphaGeo, имеет свойства, близкие более к твердому телу, чем к жидкости. Именно наличием этого вещества определяется пластичность грунта и именно оно имеет прямое отношение к пучинистым свойствам глинистых грунтов, а не вода свободная. В песчаных грунтах связанной воды меньше, поэтому и пучения нет.

Про пески молчу - дело здесь не в их пучении.

Сообщение от Нитонисе В доказательство сего посмотрите на окружающие вас малоответственные элементы благоустройства - ограждения, заборы, бордюры, дороги. Они все проектируются на песчаной "непучинистой" подсыпке, но через некоторое время все это стоит сикось-накось, а дороги превращаются в ухабы.

Проектируются-то они может и как надо, а вот строятся через одно место. То, что дорога в ухабы превратилась - это нарушения технологии производства работ. Это и основание из глинистого грунта, а не песка, и недостаточное уплотнение, и отсыпка промороженным песком или замораживание его в процессе.
У нас улица есть одна, по её длине 6 "лежачих полицейских" летом и 8 - зимой. Через дорогу проходят, видимо, трубы и зимой пучит засыпку.

Сообщение от Нитонисе Я не стану сейчас спорить, так как сейчас не хочется копать литературу и аргументировать свои слова цитатами из книг по грунтам и нормативной литературы. Просто выскажу свое мнение по этому предмету, которое сложилось на основе изучения той самой литературы.

Очень жаль, если бы Вы хоть немного погрызли гранит этой области науки, то точно бы не нашли аргументов в пользу своей точки зрения и, даже скорее всего, изменили бы последнюю.

Сообщение от Нитонисе Вода имеет плотность ~1 т/м3. Если вы говорите о веществе с плотностью 2 т/м3, то это уже не вода, а другое вещество.

Плотность воды при температуре 95 градусов Цельсия 0,96 т/м3 — это уже тоже не вода?

Сообщение от Нитонисе (может ваше вещество с плотностью 2 т/м3 тоже расширяется при замерзании - вам виднее, но это только усугубляет ситуацию).

Вода в обычном состоянии имеет ажурную структуру — примерно такую:

Кроме того, молекула воды является диполем. Так вот, когда нет посторонних заряженных тел, вода сохраняет ажурную структуру, но как только появляется в воде какое-либо заряженное тело (в нашем случае — частица грунта), вокруг этого тела молекулы воды выстраиваются в определенном порядке, ориентируясь одной стороной диполя в сторону заряженного тела (в нашем случае — положительной стороной диполя в сторону отрицательно заряженной частицы грунта). Ажурная структура воды возле заряженного тела нарушается, молекулы воды располагаются более тесно друг к другу в результате чего возрастает и плотность воды (именно возле заряженной частицы, а не вообще всего имеющегося объема воды).

И как раз вот такая «утяжеленная» вода и присутствует в глинистых грунтах в большом количестве.

[MMV]

связанная вода — вода, которая имеет связь с частицами грунта посредством адсорбции. Такая вода имеет иную структуру, по сравнению со свободной, и гораздо большую плотность (если не ошибаюсь, доходящюю до 2,5 г/см3)

Я, если не ошибаюсь, то пучение вызывает рыхлосвязанная вода (ее гораздо больше, чем прочносвязанной), а плотность 2,5 г/см3, вроде, это у прочносвязанной.

[[email protected]]

Сообщение от Клименко Ярослав И вот пришел такой ответ.

Вам же дали рекомендации,... вполне адекватные

Сообщение от MMV Я, если не ошибаюсь, то пучение вызывает рыхлосвязанная вода (ее гораздо больше, чем прочносвязанной), а плотность 2,5 г/см3, вроде, это у прочносвязанной.

Да, MMV, совершенно верно. Я несколько преувеличил цифры, но суть остается той же: даже при плотности воды в связанном (рыхлосвязанном) состоянии до 1,1 г/см3 мы уже имеем большее увеличение объема воды при ее переходе из связанного состояния в лед, по сравнению со свободной водой.
Да, и цифра максимального значения плотности воды в прочносвязанном состоянии может быть (даже чисто теоретически, на практике такого не бывает) равна 1,84 г/см3. И то, необходимо заметить, что даже при температуре грунта -20˚C часть прочносвязанной воды так и не переходит в лед.

[ugadaikto]

Клименко Ярослав, думаю вам нужно исходить из допустимой разности осадок
в предположении что промерзший слой (по наихудшей схеме) текучка толщиной 50см вычислить величину морозного пучения, она примерно равна вашей будущей осадке после оттаивания, будет интересно посмотреть на результат

[Клименко Ярослав]

Сообщение от ugadaikto Клименко Ярослав, думаю вам нужно исходить из допустимой разности осадок в предположении что промерзший слой (по наихудшей схеме) текучка толщиной 50см вычислить величину морозного пучения, она примерно равна вашей будущей осадке после оттаивания, будет интересно посмотреть на результат

Думаю, это не совсем так. Вообще этим геотехники занимаются. Мне, конечно, это интересно, но пока с практической точки зрения - чем это всё закончится.

Сообщение от [email protected] Вам же дали рекомендации,... вполне адекватные

В целом да, рекомендации адекватные, что-то подобное мы и ожидали увидеть. Просто вот Гоша здесь бросил камушек в огород НИИОСПа...

Хотел обсудить кое-что из этих рекомендаций. Вот они пишут:

Бетонирование первого перекрытия выполнять .... или с устройством временных деформационных швов с передачей нагрузки с центральной части пролетов на временные опоры ...

Что за временные деформационные швы, кто знает?

[Гоша]

Клименко Ярослав, не нужно перегибать палку- нарветесь на комплименты.
Насчет камня в огород- абсолютно не правы- В "родную стихию" не гажу!!!
Далматов (пишется через "а") не так много посвятил пучению. Читайте Цытовича. Основные начала механики мерзлых грунтов- там есть и про равновесие динамическое.
Насчет механизма пучинообразования- есть разные школы (даже не теории)- Московская, Питерская, Уральская.
А ННИОСП был есть и будет. ЭТО- ШКОЛА!!!! Увы уже нет тех, кто держал знамя, а молодых на смену нет.

[Клименко Ярослав]

Сообщение от Гоша Клименко Ярослав, не нужно перегибать палку- нарветесь на комплименты.

Где перегнул? Если виноват - исправлюсь!

Сообщение от Гоша Насчет камня в огород- абсолютно не правы- В "родную стихию" не гажу!!!

Извиняюсь. Просто прозвучало у вас это так, будто выданные НИИОСПом рекомендации - ни о чем. ?.

Сообщение от Гоша Далматов (пишется через "а")

Извиняюсь, в #20 до этого я правильно написал. Это спешка.

Сообщение от Гоша Насчет механизма пучинообразования- есть разные школы (даже не теории)- Московская, Питерская, Уральская.

Где мы заблуждаемся, по-вашему - давайте продолжим дискуссию и в этом направлении, это интересно же.

[Гоша]

Клименко Ярослав, да не вижу я где вы (множест число) заблуждаетесь??.
По основным началам механики мерзлых грунтов (по Цытовичу"Механика мерзлых грунтов"- есть здесь)- а они истоками уходят еще в дореволюционное время (Штукенберг)- существует так называемое динамическое равновесие между твердой и жидкой фазами (условно) в грунте.
Offtop: Для студентов сравниваю с кусочком сахара-рафинада- если поднести к поверхности чая- сразу впитывает влагу.
При промерзании твердой фазы становится больше, чтобывосстановить равновесие происходит миграция влаги из нижележащих (противоположных градиенту температуры или фронту промерзания) слоев грунта. Механизм миграции различен-вот тут уже "теории"- "теория пленочной миграции", "теория порового давления", "теория испарения (примерно так- уральцы)", "теория смачивания-адсорбции" (не знаю правильно написал- через "д"-?)))...). В НИИОСПе, под руководством В.О.Орлова (светлая память шефу!!!), рассматривался пленочно-адсорбционный механизм. У Питерцев-благодаря работам Гольдштейна Н.М.- теория порового давления. Кстати у него- всемирноизвестная статья о наращивании ледяных шлиров под камнем размерами более 20 мм.- классика.
Скажу больше-пучение есть даже в курумах (каменных речках) с размерами валунов до 5 м.- Время искаь и удивляться!!!
НО- важны не теории-а практический выхлоп. ВОТ тут НИИОСП -лидер!. Хотя оговорюсь- МГУ совместно с Китаем, наверное, ушли дальше в теории.
О г-не Карлове (Питер) не говорю- его статьи в журнале ОиФ- сплошной плагиат(называю вещи своими именами).
Г-же Голли О.Р. огромный привет из Забайкалья- Offtop: но, полевые эксперементы есть полевые эксперементы, а не лабораторные лотки.

[гиппопо]

Сообщение от Гоша Совершенно верно, Нитонисе, у песков деформационные свойства в мерзлом и талом состоянии одинаковы. А насчет пучения- хм)))

Уважаемые господа!

МЕЛКИЕ И ПЫЛЕВАТЫЕ ПЕСКИ, ВЛАЖНЫЕ И НАСЫЩЕННЫЕ ВОДОЙ ЯВЛЯЮТСЯ ПУЧИНИСТЫМИ.

[таи]

Offtop:

Сообщение от гиппопо Цитата: Сообщение от Гоша Посмотреть сообщение Совершенно верно, Нитонисе, у песков деформационные свойства в мерзлом и талом состоянии одинаковы. А насчет пучения- хм))) МЕЛКИЕ И ПЫЛЕВАТЫЕ ПЕСКИ, ВЛАЖНЫЕ И НАСЫЩЕННЫЕ ВОДОЙ ЯВЛЯЮТСЯ ПУЧИНИСТЫМИ.

Это Гошу што ли учат?

[Клименко Ярослав]

Сообщение от гиппопо Уважаемые господа! МЕЛКИЕ И ПЫЛЕВАТЫЕ ПЕСКИ, ВЛАЖНЫЕ И НАСЫЩЕННЫЕ ВОДОЙ ЯВЛЯЮТСЯ ПУЧИНИСТЫМИ.

Сообщение от таи Это Гошу што ли учат?

Да нет, никто никого не учит.
На самом деле, замечание верное. И все знают про это - чем меньше размер частиц, тем больше возможная пучинистость.
Если вернуться в практическую плоскость - пески на нашей площадке - мелкие, средней крупности и крупные, рыхлые, средней плотности и плотные. Вообще там "веселые" геологические разрезы. Мелкие и рыхлые, конечно, встречены только в нескольких скважинах, но всё же... Фундаменты заглублены на 1,5м даже на песках.
В общем, как я думаю, даже на песках шутки с промораживанием основания плохи. Вот только четко сформулировать почему именно - не могу.

[Нитонисе]

Сообщение от Клименко Ярослав В общем, как я думаю, даже на песках шутки с промораживанием основания плохи.

Хватит пороть ерунду! (с)

[Гоша]

учиться рад всегда)))
А замечание верное, гиппопо- спасибо. В оправдание- мелкие и пылеватые пески не используют в качестве противопучинных мероприятий)))
Кстати- пылеватые пески могут быть чрезмернопучинистыми, если УГВ рядом.
Клименко Ярослав Вас испугали рыхлые пески? И, наверное, опасность их использования (под нагрузкой) в мерзлом состоянии- уточню, если нагрузка основная приходит в момент когда грунты замерзли? Если не так- то чего бояться- учитывайте состояние песков талых_ вталом состоянии они уплотнятся... Если Вы думаете о влиянии плотности на пучение-да есть (хорошо описано у Хархуты и Васильева- дорожников)- но достичь оптимальной для пучения плотности-хм???как ее проверить?-только опытным путем....
Я упомянул есть наработки у МГУ (Ершов отец и сын)- "справочник по криогенным грунтам" (по-памяти, извините).

[Sibir]

Сообщение от AlphaGeo Очень жаль, если бы Вы хоть немного погрызли гранит этой области науки, то точно бы не нашли аргументов в пользу своей точки зрения и, даже скорее всего, изменили бы последнюю. Плотность воды при температуре 95 градусов Цельсия 0,96 т/м3 — это уже тоже не вода? Вода в обычном состоянии имеет ажурную структуру — примерно такую: Кроме того, молекула воды является диполем. Так вот, когда нет посторонних заряженных тел, вода сохраняет ажурную структуру, но как только появляется в воде какое-либо заряженное тело (в нашем случае — частица грунта), вокруг этого тела молекулы воды выстраиваются в определенном порядке, ориентируясь одной стороной диполя в сторону заряженного тела (в нашем случае — положительной стороной диполя в сторону отрицательно заряженной частицы грунта). Ажурная структура воды возле заряженного тела нарушается, молекулы воды располагаются более тесно друг к другу в результате чего возрастает и плотность воды (именно возле заряженной частицы, а не вообще всего имеющегося объема воды). И как раз вот такая «утяжеленная» вода и присутствует в глинистых грунтах в большом количестве.

Подскажите пожалуста: связанная вода - это что вроди пульпы? (от связанной воды зависит показатель пластичности и текучести). Если у меня не правильно сложилось понимание вашей информации, прошу поправить. спасибо

[Клименко Ярослав]

Сообщение от Гоша Клименко Ярослав Вас испугали рыхлые пески? И, наверное, опасность их использования (под нагрузкой) в мерзлом состоянии- уточню, если нагрузка основная приходит в момент когда грунты замерзли?

Меня испугало оттаивание песков под нагрузкой. Если бы стройка не была остановлена, они возвели бы всё до начала оттаивания. Будет хорошая верховодка, снега навалило много, площадка практически ровная, сброса грунтовых вод нет - всё уйдет в пески, а под ними практически везде - слой суглинков. Весной (а она уже пришла) днем тает, ночью замораживает. Оттаивает неравномерно - с южной стороны. Активное поступление влаги к грунтам пугает. Больше, конечно, меня суглинки испугали )))
Тем не менее, НИИОСП в своих рекомендациях не разделяет грунты на площадке - где можно продолжать строить, где нет - однозначно оттаивать. И я склонен им доверять Но надо подождать их полной отчет, должен быть после 10го числа.

Нитонисе - оценил.