Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Набухающие грунты

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Набухающие грунты в основании зданий и сооружений

Отдельные глинистые грунты, находясь в напряженном состоянии от совместного действия внешней нагрузки и собственного веса грунта или только собственного веса грунта, увеличивают свой объем при замачивании водой или другой жидкостью. Это свойство называют способностью набухать. Это может привести к поднятию дневной поверхности земли и возведенных на ней зданий и сооружений. Наиболее значительно изменяется объем грунтов, которые имеют в составе глинистой фракции большое количество частиц глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита и т.д.

Зависимость объема глинистого грунта от влажности обусловлена ​​ослаблением или полным исчезновением неводостойких и маловодостийких жестких структурных связей, а также пленочной воды вокруг твердых частиц в виде гидратных оболочек. При близком расположении частиц друг к другу пленочная вода, стремясь к равновесному состоянию, расклинивает (раздвигает) частицы до полного водонасыщения грунта (рис.1). Расклинивающие силы разрушают и деформируют (растаскивают) структурные связи, а оставшиеся образуют более рыхлую структуру грунта.

Схема набухание грунта при замачивании

Рисунок 1 — Схема набухание грунта при замачивании: а — почву; б — грунт после замачивания; 1 — твердые минеральные частицы; 2 — прочно связанная вода; 3 — рыхло связанная вода

 

Способность набухать присуща, как правило, глинистым грунтам, что в естественном залегании имеют сравнительно высокую плотность строения и низкую влажность.

Значительное влияние на способность грунтов набухать оказывает их минералогический состав. При прочих равных условиях грунты, содержащие в составе глинистой фракции монтмориллонит, отекают больше, чем те грунты, которые содержащие каолинит. Каолинит, имея жесткую кристаллическую решетку, взаимодействует с молекулами воды и гидратированные катионы (сорбирует их) только своей внешней поверхностью, а монтмориллонит, имея раздвижную кристаллическую решетку (пакетную структуру), не только внешней поверхностью, а еще и в большей степени — внутренней поверхностью структурных слоев, то есть эти частицы способны впитывать в себя воду.

Следует заметить, что в зависимости от скорости ослабления или исчезновения жестких структурных связей, как и скорости образования вокруг твердых частиц пленок связанной воды, набухание происходит не мгновенно после замачивания грунта, а в течение определенного времени. При неограниченном поступлении жидкости, набухание заканчивается тогда, когда силы расклинивания уравновешиваются приложенным давлением.