Просадочные грунты I и II типа: как их выявляют изыскания и чем грозит ошибка в типе просадочности

Дом на лёссе годами стоит без единой трещины, а потом под ним прорывает водопровод или после затяжных дождей вода уходит под отмостку — и за несколько недель по стенам идут косые трещины, перекашиваются проёмы, рвутся вводы сетей. Так ведут себя просадочные грунты при замачивании. Опаснее всего, когда тип просадочности в отчёте изысканий определён неверно: фундамент рассчитан на грунтовые условия I типа, а площадка на деле относится ко II. Исправлять такую ошибку после строительства приходится усилением основания — это в разы дороже, чем правильно спроектировать сразу.

Ниже — что такое просадочные грунты, чем отличаются I и II тип, какими испытаниями их определяют, что должно быть в отчёте и какие проектные решения следуют из типа грунтовых условий. Материал пригодится проектировщикам фундаментов, техническим заказчикам и застройщикам юга России, Поволжья и Западной Сибири, где лёссы встречаются чаще всего.

Просадочные грунты — это что

Просадочный грунт под нагрузкой от сооружения или от собственного веса при замачивании водой даёт дополнительную быструю осадку — просадку. В сухом состоянии такой грунт держит нагрузку хорошо: его рыхлую пористую структуру скрепляют водорастворимые соли и глинистые плёнки. Вода растворяет эти связи, и скелет грунта резко уплотняется. Формальный критерий задаёт ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация»: грунт считается просадочным, если относительная деформация просадочности составляет 0,01 и более.

Чаще всего это лёссовые просадочные грунты — лёссы, лёссовидные супеси и суглинки. Просадочными бывают и некоторые покровные суглинки, пылеватые пески, а также насыпные грунты из лёссового материала. Для расчётов изыскатели определяют несколько характеристик:

• Относительная просадочность — насколько сжимается образец при замачивании под заданным давлением.
• Начальное просадочное давление — минимальное давление, при котором замоченный грунт начинает проседать.
• Начальная просадочная влажность — влажность, с которой начинается просадка при данном давлении.
• Мощность просадочной толщи — от какой до какой глубины грунт сохраняет просадочные свойства.
• Просадка от собственного веса — расчётная или замеренная в опыте величина, по которой и устанавливают тип грунтовых условий.

Просадочные грунты 1 и 2 типа: в чём разница

Строго говоря, тип относится не к самому грунту, а к грунтовым условиям площадки. Деление установлено СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*», и критерий у него один — просадка от собственного веса грунта.

• Просадочные грунты 1 типа: просадка происходит в основном в пределах деформируемой зоны под фундаментом от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.
• Просадочные грунты 2 типа: кроме просадки от внешней нагрузки возможна просадка толщи от собственного веса, и она превышает 5 см. Проседает вся замоченная толща, в том числе ниже подошвы фундамента и за пределами здания.

Что такое просадочные грунты 2 типа на практике: если под зданием намокнет грунт, просядет не только основание под подошвой, но и окружающая территория — вместе с сетями, отмостками, дорогами и соседними сооружениями. Поэтому для II типа набор защитных мер всегда шире.

Нормы: какие СП и ГОСТ применяются

На вопрос «просадочные грунты СП или ГОСТ» ответ — и то и другое, у каждого документа своя роль:

• ГОСТ 25100-2020 — классификация: какой грунт считать просадочным и по каким характеристикам.
• ГОСТ 23161 — лабораторный метод определения характеристик просадочности на компрессионных приборах.
• СП 22.13330.2016 — расчёт оснований на просадочных грунтах, типы грунтовых условий и проектные меры.
• СП 446.1325800.2019 — правила производства инженерно-геологических изысканий, в том числе на территориях распространения специфических грунтов.
• СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96» (с Изменением № 1) — общие требования к составу изысканий и техническому отчёту.

Как изыскания определяют тип просадочности

Лабораторные испытания

Основной метод — компрессионные испытания образцов ненарушенной структуры (монолитов) по ГОСТ 23161. Применяют схему «одной кривой», когда образец нагружают до заданного давления и замачивают, и схему «двух кривых», когда параллельно испытывают образцы природной влажности и водонасыщенные. По результатам строят зависимость просадочности от давления, находят начальное просадочное давление и рассчитывают просадку от собственного веса по глубине. Монолиты отбирают на всю мощность просадочной толщи, иначе нижняя граница и тип условий останутся предположением.

Штамповые испытания с замачиванием

Полевые испытания штампом с замачиванием грунта под ним дают просадку при реальной структуре и влажности массива. Их используют, когда нужно подтвердить лабораторные данные или когда отбор качественных монолитов затруднён.

Опытное замачивание котлована

Самый надёжный способ установить тип грунтовых условий — замочить опытный котлован и наблюдать за марками на поверхности и в глубине. Опыт показывает фактическую просадку от собственного веса и глубину, на которой она развивается. Метод долгий и затратный, поэтому его закладывают для ответственных объектов, больших площадок и в спорных случаях — когда расчётная просадка от собственного веса близка к границе между I и II типом.

Что должно быть в отчёте об изысканиях

Проектировщик фундаментов берёт из отчёта не только цифры, но и их обоснование. На лёссах проверьте, что в отчёте есть:

1. Вывод о типе грунтовых условий по просадочности с расчётом или результатами опытного замачивания.
2. Мощность просадочной толщи и отметки её верхней и нижней границы по каждой скважине или шурфу.
3. Характеристики по слоям: относительная просадочность при разных давлениях, начальное просадочное давление, начальная просадочная влажность.
4. Прочностные и деформационные характеристики в природном и водонасыщенном состоянии — расчёт ведут на замоченный грунт.
5. Сведения о подземных водах и прогноз подъёма их уровня, в том числе из-за утечек и полива на застроенной территории.
6. Описание методики отбора монолитов и испытаний со ссылками на стандарты.

Проектные решения для I и II типа

Из типа грунтовых условий вытекает выбор между тремя подходами, которые часто комбинируют:

• Устранение просадочных свойств: уплотнение тяжёлыми трамбовками, грунтовые подушки, вытрамбованные котлованы — обычно достаточно для I типа. Для II типа просадочность приходится устранять на большую глубину: грунтовыми сваями, предварительным замачиванием, химическим закреплением.
• Прорезка просадочной толщи: сваи или глубокие фундаменты опирают на непросадочный грунт. Во II типе по боковой поверхности свай учитывают отрицательное трение — оседающий грунт тянет сваю вниз и снижает её несущую способность.
• Водозащитные и конструктивные мероприятия: вертикальная планировка с отводом воды, широкая водонепроницаемая отмостка, прокладка сетей в каналах и лотках, разрезка здания на отсеки, пояса жёсткости. Эти меры нужны при любом типе, но во II типе без них не работает ни один другой способ.

Типовые ошибки и их цена

1. Просадочная толща не пройдена. Скважины остановили раньше нижней границы — просадку от собственного веса недооценили, площадку записали в I тип.
2. Монолиты с нарушенной структурой. Образцы пересушены или разрушены при отборе и транспортировке — характеристики просадочности искажены.
3. Испытания только при одном давлении. Нельзя построить зависимость просадочности от давления и найти начальное просадочное давление.
4. Изыскания «по аналогии» с соседним участком. Мощность лёссов и тип условий меняются даже в пределах квартала.
5. Расчёт на грунт природной влажности. Проект не учитывает замачивание, хотя его вероятность за срок службы здания почти неизбежна.

Каждая ошибка всплывает поздно: на экспертизе проектной документации, когда отчёт возвращают на доработку и срываются сроки, или уже в эксплуатации, когда требуется усиление основания — инъекционное закрепление, подведение свай, перекладка сетей.

Что проверить до заказа изысканий на лёссах

• Задание на изыскания прямо указывает на возможную просадочность и требует определить тип грунтовых условий.
• Глубина выработок заложена с запасом на прохождение всей просадочной толщи, а не только сжимаемой зоны.
• Программа работ предусматривает отбор монолитов по всей толще и компрессионные испытания по ГОСТ 23161.
• Полевые методы — штампы с замачиванием или опытный котлован — заложены для ответственного объекта или при пограничных результатах.
• У исполнителя есть опыт работы на лёссах в вашем регионе и собственная или привлечённая аккредитованная грунтовая лаборатория.

Правильно определённый тип просадочности экономит больше, чем стоят сами изыскания: от него зависят тип фундамента, объём земляных работ и водозащиты. Найти изыскательскую организацию с опытом работы на просадочных грунтах можно на площадке-агрегаторе «Ресурс-Плюс»: разместите бесплатную заявку в разделе инженерных изысканий, исполнители откликнутся сами с ценой и сроками, а договор вы заключите напрямую, без комиссии. Сама площадка изыскания не выполняет. Опишите участок, объект и известные данные о грунтах в форме ниже.