El suelo se hincha si el líquido que contiene se congela. El hielo es menos denso que el agua y tiende a ocupar un volumen mayor. La expansión conduce al cizallamiento de las partículas del suelo y al hinchamiento de las capas terrestres. Los suelos pesados contienen una gran cantidad de humedad, por lo que la construcción de cimientos en tales capas se vuelve arriesgada si no se toman medidas.
Características de los suelos agitados.
El levantamiento de escarcha es la deformación de suelos saturados de humedad dentro del volumen. El hinchamiento criogénico de suelos no rocosos se produce debido a la cristalización de gotas y la descompactación de componentes orgánicos. Las inclusiones de hielo en rocas no rocosas toman la forma de policristales, capas intermedias, lentes. Las capas limoso-arcillosas se hinchan por el aumento de la humedad desde las capas subyacentes hasta el área de congelación.
Opciones de elevación:
- si la humedad se distribuye uniformemente a lo largo de la vertical del suelo, aparece hinchazón al nivel del 3%;
- el movimiento del flujo o la congelación desigual conducen a un aumento de la hinchazón de hasta un 10-25%.
Las estructuras de los cimientos se elevan por el hinchamiento del suelo, pero en primavera, durante el deshielo, no pueden asentarse junto con el suelo en sentido contrario, surge el efecto de pandeo de los soportes (pilares, cinturones monolíticos y prefabricados). Aparecen montículos hinchados a largo plazo en las turberas, que se forman de diferentes maneras.
Durante el deshielo invernal, los flujos de agua migran, que posteriormente se congelan. Este fenómeno se repite muchas veces y da lugar a la aparición de bolas de hielo volumétricas. Los bultos crecen a una velocidad de hasta 10 a 20 cm por año. Los suelos sueltos se congelan en el cuerpo de la base excavada en invierno y lo elevan en la primavera. La cavidad debajo del soporte está llena de tierra líquida o licuada. El proceso se repite durante varios años y conduce al colapso de la casa.
La categoría no rocosa incluye rocas clásticas y suelos rocosos. Los fragmentos se obtienen cuando las rocas mineras se destruyen, la piedra triturada, la grava y otros materiales con granos grandes en la composición se incluyen en el grupo. Esto también incluye arenas de fracción mediana y grande.
Un aumento de partículas estructurales conduce a una disminución del grado de agitación. Los cimientos en tales capas están enterrados independientemente de la marca de congelación y el nivel de permanencia del líquido del suelo.
Cómo determinar el tipo de suelo.
Los estudios de campo del suelo incluyen estudios instrumentales y observación del comportamiento de los marcadores de profundidad anclados (puntos de referencia). Se utilizan instrumentos (medidores de haz), que contienen en la estructura un recipiente termoaislante para suelo con muestra de soporte y sensores de medida de cizallamiento.
La tendencia de la capa de suelo a hincharse se denomina grado de elevación de las heladas. Se encuentra por la fórmula F = (R - r) / rdónde:
- F - el grado de arcadas;
- R - la altura de la capa hinchada;
- r Es la altura de la muestra antes de congelar.
Los suelos agitados incluyen suelos, cuyos indicadores son más de 0.01, tales rocas aumentan el volumen en más de 1 cm a una profundidad de congelación de 1 m.
La evaluación consiste en examinar una cimentación de prueba con elementos de anclaje para contrarrestar el levantamiento. El dispositivo de medición tiene un elemento elástico, cuyas deformaciones indican el nivel de hinchazón. Las dimensiones lineales del cambio se fijan mediante sensores y detectores.
Existen métodos para determinar el grado de levantamiento sin violar la integridad de las muestras bajo la influencia de fuerzas de deformación. Los sensores informativos no se insertan en el suelo, los dispositivos no entran en contacto con la capa de suelo.
Dichos estudios incluyen:
- gammascopia;
- rayos x de ultrasonido;
- método láser.
Dichos dispositivos registran cambios y desplazamientos de partículas minerales durante la deformación a distancia, pero leer y trabajar con indicadores requiere conocimientos y habilidades técnicas especiales.
Al construir una casa privada, se ordena un estudio de laboratorio de una muestra de la capa de tierra en el sitio. El análisis lleva algún tiempo, pero como resultado, se emiten una conclusión oficial y un certificado sobre la composición y propiedades del suelo en el sitio de construcción.
Existe una estimación aproximada que, de acuerdo con la estructura granulométrica, seguramente determinará el suelo no poroso. La prueba promedio se lleva a cabo de acuerdo con las fórmulas. Se obtiene un resultado preciso de un estudio de campo o de laboratorio.
Clasificación de suelos por tipo de hinchazón.
En invierno, la hinchazón es tan fuerte que eleva la base de apoyo junto con el edificio, mientras que en primavera la estructura elevada no vuelve a su posición habitual. La densidad de las inclusiones de hielo es de 916 kg / m3, el mismo indicador de agua es de 1000 kg / m3. Esto sugiere que el volumen de hielo es un 9% más que la capacidad cúbica de agua, por lo tanto, se crea una carga adicional en la estructura de la capa de tierra. El suelo se mueve bajo la acción de la fuerza de presión, pero no puede mover las capas profundas, pero eleva la parte superior junto con el edificio.
Clasificación de suelos agitados:
- no poroso;
- ligeramente hinchado
- medio poroso;
- muy hinchado.
La lista se basa en el tamaño de los caudales y la proporción de contenido de humedad. El líquido débil tiene un punto de fluencia de 0 - 0,25, un coeficiente de contenido de agua - 0,6 - 0,8. La categoría incluye rocas de grano grueso con relleno arenoso, que no deben ser más del 30% de la masa.
El grupo de poros medios incluye arcillas, franco arenoso con un valor de fluidez de 0,25 - 0,5, arena limosa y fina - fluidez 0,8 - 0,93 y fragmentos de roca en los que hay más del 30% de relleno de arena. El fuerte levantamiento está representado por suelos con una fluidez de arcilla de más de 0.5, un grado de levantamiento de más de 0.07 y arenas saturadas de humedad con un coeficiente de agua de más de 0.95.
La escarcha hincha la mayor parte de las arcillas, lo que aumenta el volumen hasta un 15%. Las arenas, especialmente de rocas rocosas y pedregosas, prácticamente no se hinchan cuando se congelan. La diferencia es que la arcilla retiene el agua dentro de la estructura, mientras que la arena permite que pase entre las partículas finas.
La tendencia a hincharse depende de la composición química y mineral. Las rocas de caolinita son menos móviles que los suelos de monorillonita. Los suelos con alto contenido de potasio son una buena base para las bases.
Maneras de combatir el levantamiento del suelo
Métodos para reducir la humedad del suelo que mantendrán la estabilidad del suelo y evitarán efectos negativos:
- colocación de colectores de drenaje para la eliminación de la humedad del suelo;
- planificación vertical con una pendiente de pared de al menos 5% para que el agua salga de la superficie;
- reducción del nivel de ocurrencia de apoyos al reemplazar la base inestable con suelo sólido;
- el dispositivo de área ciega impermeable alrededor del perímetro del edificio;
- actividades regulares para reducir el agua;
- compactación de la tierra para rellenar las cavidades de los cimientos;
- eliminación de las amenazas del avance del suministro de agua y alcantarillado;
- lejanía de la fundación de pozos, un embalse, estaciones de lavado, comunicaciones.
La deshidratación del suelo como resultado de la instalación de un sistema de drenaje es importante. El sitio se drena instalando un lecho de arena e instalando tuberías perforadas.El drenaje se organiza a lo largo del perímetro, y no lejos del pozo (0.5 m), se cava un agujero con una profundidad al nivel del inicio. Una tubería aislada con pendiente se saca a la zanja y se rocía con grava gruesa o arena.
La superficie lisa del material del techo debajo de la base de la base suavizará la elevación vertical y provocará un efecto de deslizamiento. El mismo efecto se ejerce al alisar la superficie del suelo debajo del talón de la base. El suelo inestable se reemplaza con suelo sólido, por ejemplo, arena gruesa con grava. El pozo se cava debajo de la marca de congelación, se quita la tierra agitada y se vierte una nueva capa y se apisona en su lugar. Este es un método eficaz, pero implica un gran volumen de trabajo de la tierra.
Cómo asegurar los cimientos de un edificio
La base se coloca debajo de la marca de congelación, por lo que la presión del tirón no actuará sobre la base. En cuanto a la superficie lateral, las partículas de suelo se congelarán en el soporte y levantarán la base cuando se hinchen. Por lo tanto, la colocación profunda se usa solo para edificios pesados con pisos de concreto reforzado y con paredes hechas de ladrillos y concreto.
El calentamiento del suelo se utiliza como método para reducir la influencia del suelo durante la construcción de soportes poco profundos para una casa hecha de materiales ligeros. Se excluye la congelación del suelo y la humedad no hincha el suelo. Se coloca una capa aislante en el suelo, el ancho de la cinta corresponde a la altura de congelación. El espesor del aislamiento se calcula según las propiedades del material y el clima de la región.
La base está protegida por la introducción de aditivos especiales, por ejemplo, el suelo está salado. Este efecto temporal se utiliza durante la construcción de la casa. Se utiliza cloruro de potasio o cloruro de sodio técnico a razón de 30 kg por metro cúbico de tierra. Se mezcla con tierra de relleno y se inyecta en el espacio alrededor de la base de la casa. Se realiza a una profundidad de 0,5 a 1,0 metros.
El suelo está impregnado con una solución a base de aceite. Se hacen dos capas en el borde con la superficie lateral de la base con relleno de los senos nasales. La composición incluye betún, óxido de calcio, componentes activos aniónicos, agua. La cantidad de solución se toma al nivel del 5 al 10% de la masa del suelo. Los modificadores de polímeros se utilizan para mezclar con el suelo, lo que retarda la formación de hielo.
