Суглинок и пучение: почему дом трескается

Короткий ответ: суглинок сам по себе неплохой грунт, на нём стоит большая часть Подмосковья. Проблема не в глине, а в воде внутри глины плюс морозе. Замерзая, влажный суглинок увеличивается в объёме и поднимает всё, что на нём лежит, причём в разных углах дома на разную высоту. Первый год обычно проходит незаметно, на второй трескается отмостка и кривится забор, на третий трещина идёт по стене. Лечится это не толщиной стены и не маркой бетона, а тремя вещами: водой, глубиной и утеплением.

Что такое суглинок и как его узнать

Глинистые грунты различаются по числу пластичности, то есть по тому, насколько широк диапазон влажности, в котором грунт ведёт себя как пластилин.

Этот полевой приём не заменяет лабораторию, но за минуту даёт понять, с чем вы имеете дело. Возьмите горсть грунта с глубины хотя бы полметра, увлажните до состояния теста, раскатайте в шнур толщиной с карандаш и согните в кольцо.

Второе, что надо знать про свой суглинок, это консистенция. Она описывается словами от текучего до твёрдого, и это шкала от сметаны до кирпича. Тугопластичный, полутвёрдый и твёрдый суглинок это нормальное основание с несущей способностью, на которое опираются спокойно. Текучий, текучепластичный и мягкопластичный это слабый грунт, и на нём считают отдельно. Определяется это в отчёте об изысканиях, разбор которого есть в статье инженерно-геологические изыскания.

Как работает пучение

В школьной формулировке вода при замерзании расширяется на девять процентов, и на этом объяснение обычно заканчивается. Девять процентов от воды в порах дали бы подъём в сантиметр-полтора, а реальный подъём в Подмосковье доходит до десяти-пятнадцати сантиметров. Разница объясняется механизмом, о котором пишут реже.

Когда фронт промерзания опускается в грунт, вода в порах замерзает не вся сразу. Незамёрзшая плёночная вода из нижних, более тёплых слоёв мигрирует вверх к фронту промерзания и намерзает на уже образовавшиеся кристаллы. Формируются линзы льда, которые растут не за счёт воды на месте, а за счёт воды, подтянутой снизу. Чем ближе уровень грунтовых вод, тем больше воды подтягивается и тем толще линзы.

Отсюда три практических вывода.

Пучение это не свойство грунта, а свойство пары «грунт плюс вода». Сухой суглинок почти не пучит. Тот же суглинок при воде в метре пучит сильно.

Пучение всегда неравномерно. Северная сторона дома промерзает глубже южной. Под отапливаемым домом грунт теплее, чем под крыльцом и отмосткой. Под утеплённой частью фундамента иначе, чем под неутеплённой. Именно неравномерность ломает конструкцию: равномерный подъём дома на десять сантиметров и такая же посадка весной прошли бы почти без последствий.

Пучение действует в двух направлениях. Нормальные силы давят снизу на подошву, касательные тянут вверх по боковой поверхности фундамента. Касательные силы это то, что выдавливает сваю, залитую без расширения внизу, и поднимает мелкозаглублённую ленту целиком.

Степень пучинистости измеряется относительной деформацией морозного пучения и разбита на пять категорий: практически непучинистый, слабопучинистый, среднепучинистый, сильнопучинистый, чрезмерно пучинистый. Эта строчка есть в отчёте об изысканиях, и она определяет выбор фундамента сильнее, чем несущая способность.

Какие грунты пучит, а какие нет

Не пучит. Крупнообломочный грунт, гравий, песок гравелистый, крупный и средней крупности. Вода в них не задерживается и линзы не растут. Это лучший случай, и он в Подмосковье встречается нечасто.

Слабо пучит. Песок мелкий и пылеватый, супесь твёрдая.

Пучит заметно. Суглинок и глина в тугопластичном и полутвёрдом состоянии, супесь пластичная. Это массовый подмосковный случай.

Пучит сильно. Те же суглинок и глина при высоком уровне воды и в мягкопластичном состоянии, пылеватые пески при близкой воде.

Отдельная история. Торф, ил и заторфованный грунт. Они не столько пучат, сколько вообще не держат нагрузку: несущая способность близка к нулю, слой сжимается годами. Решение здесь одно из двух: выбрать слой целиком и заменить песком либо пройти его сваями до плотного грунта. Плывун это водонасыщенный мелкий песок с пылеватыми частицами, который при вскрытии котлована течёт: он не пучит, но делает земляные работы отдельной инженерной задачей.

Искать в интернете «фундамент на торфе» или «какой фундамент на глине» бесполезно не потому, что нет ответов, а потому, что ответ зависит от мощности слоя, уровня воды и веса дома, то есть от трёх чисел из вашего отчёта.

Пять решений и что каждое стоит

Заглубление ниже глубины промерзания. Подошва опускается ниже отметки, до которой доходит мороз. В Московской области это около 1,4 метра по суглинкам, подробности в статье глубина промерзания грунта в Московской области. Нормальные силы пучения снимаются полностью, касательные остаются, и против них ленту делают с расширением книзу или с гладкой боковой гранью, утеплённой снаружи. Заглублённая лента считается от 9 000 руб. за погонный метр при заглублении 1,6 метра. Дорого, надёжно, даёт цоколь и подполье.

Замена грунта на непучинистый плюс дренаж. Под подошвой и вокруг неё вынимается суглинок и засыпается песком средней крупности или щебнем с послойным уплотнением, по периметру идёт дренажная труба с отводом воды. Убирается сама причина: в непучинистой засыпке линзам льда не из чего расти. Работает только вместе с дренажом: песчаная подушка без отвода воды превращается в корыто, которое собирает воду со всего участка. Цена дренажа от 2 800 руб. за погонный метр по странице ландшафта и благоустройства, подробно в статье дренаж участка и высокая вода.

Мелкозаглублённая лента с утеплением. Лента закладывается на 0,5-0,7 метра, но по периметру и под отмосткой кладётся экструдированный пенополистирол, который не даёт грунту под домом промерзать. Это грамотное решение, но у него жёсткое условие: оно рассчитывается, а не назначается. Ширина и толщина утеплителя зависят от степени пучинистости и от того, будет ли дом отапливаться зимой. Мелкозаглублённая лента считается от 6 000 руб. за погонный метр.

Монолитная плита. Плита плавает на грунте целиком и поднимается вместе с ним без внутренних перекосов, если она достаточно жёсткая. Под плитой обязательна непучинистая подушка. Плита считается от 12 000 руб. за квадратный метр, утеплённая шведская плита дороже обычной на 20-30 процентов. Часто оказывается лучшим решением при высокой воде: подвала всё равно не будет, а с водой бороться не придётся.

Перенести пятно застройки. Решение, про которое почти не пишут. Грунт меняется в пределах одного участка, и три скважины иногда показывают, что в двадцати метрах от выбранного места несущий слой выше на метр, а вода ниже на метр. Стоит это ноль рублей, если решение принято до проекта, и переделку проекта, если после.

Что каждый тип фундамента стоит целиком на доме 150 квадратов, разобрано в статье сколько стоит фундамент под дом.

Чего делать нельзя

Мелкозаглублённая лента на сильнопучинистом грунте при высокой воде без утепления и без дренажа. Самое частое сочетание слов в подмосковных недостроях. Выглядит как экономия в полмиллиона, обходится в трещину по несущей стене через два-три сезона.

Оставлять незагруженный фундамент на зиму открытым. Дом давит на фундамент и удерживает его от подъёма. Голая лента без нагрузки поднимается свободнее, чем под домом. Если фундамент зимует, его закрывают, утепляют по периметру и отводят от него воду.

Заливать ленту в траншею без песчаной подушки, прямо по грунту. Боковая поверхность получается шершавой, касательные силы цепляются за неё максимально.

Ставить винтовую сваю выше глубины промерзания. Лопасть должна работать в непромерзающем слое, иначе сваю выдавит вместе с грунтом.

Верить в то, что дом тяжёлый и его не поднимет. Нормальные силы пучения на суглинке доходят до десяти тонн на квадратный метр, касательные до пяти-семи тонн на квадратный метр боковой поверхности. Двухэтажный газобетонный дом даёт на грунт порядка полутора-двух тонн на квадратный метр. Арифметика не в пользу дома.

Как понять, что у вас пучение, до того как треснет стена

Первыми показывают проблему лёгкие конструкции, у которых нет веса, чтобы сопротивляться.

Забор. Столбы, забетонированные выше промерзания, за две-три зимы выходят из линии и наклоняются. Это самый ранний и самый честный индикатор.

Отмостка. Отрывается от цоколя, трескается поперёк, поднимается горбом у угла дома.

Крыльцо и ступени. Расходятся с домом по вертикали: дом стоит, крыльцо на своём мелком фундаменте ходит.

Дорожки и плитка. Волна на мощении после зимы.

Ворота. Перестают закрываться зимой и снова начинают весной. Это буквально измеренный подъём грунта.

Если два из пяти признаков есть у вас или у соседей на той же улице, считайте, что грунт пучинистый, и требуйте от подрядчика расчёт, а не обещания.

Что говорить подрядчику, который предлагает ленту на глине

Не спорьте про технологию, просите четыре числа письменно.

1. Какой инженерно-геологический элемент принят за несущий и на какой отметке.
2. Какая степень пучинистости указана в отчёте.
3. Какой уровень воды принят в расчёт: на дату бурения или прогнозный сезонный максимум.
4. Расчёт на силы морозного пучения: нормальные и касательные, с итогом по устойчивости.

Подрядчик, который считал, ответит за день. Подрядчик, который не считал, начнёт объяснять, что «у нас все так строят и стоит двадцать лет». Как отличать одних от других, разобрано в статье как выбрать подрядчика.

Цены: геология и фундаменты на пучинистом грунте

Цены приведены к типовому участку в Московской области и не заменяют расчёт: тип фундамента следует из отчёта об изысканиях и из нагрузок. Состав работ по изысканиям и проекту собран на странице проектирование домов, по дренажу и водоотводу на странице ландшафт и благоустройство.

Тип фундамента считаем по отчёту об изысканиях и по нагрузкам из проекта, включая проверку на силы морозного пучения. Стоимость и сроки фиксируются в договоре до выхода техники.

Проектирование домов, геология и расчёт конструкций: изыскания, архитектура, конструктив, инженерные разделы. Дренаж, отмостка и отвод воды считаются одним подрядом на странице ландшафт и благоустройство.