O solo incha se o líquido congela. O gelo é menos denso que a água e tende a ocupar um volume maior. A expansão leva ao cisalhamento das partículas do solo e ao aumento das camadas de terra. Os solos densamente contêm uma grande quantidade de umidade, por isso a construção de fundações nessas camadas torna-se arriscada se você não tomar medidas.
Características de solos agitados
A elevação de geada é a deformação de solos saturados de umidade dentro do volume. O inchaço criogênico de solos não rochosos ocorre devido à cristalização de gotículas e descompactação de componentes orgânicos. As inclusões de gelo em rochas não rochosas assumem a forma de policristais, camadas intermediárias, lentes. As camadas argiloso-argilosas aumentam com o aumento da umidade das camadas subjacentes até a área de congelamento.
Opções de levantamento:
- se a umidade for distribuída uniformemente ao longo da vertical do solo, o inchaço aparece ao nível de 3%;
- o movimento do fluxo ou o congelamento desigual levam a um aumento do inchaço em até 10-25%.
As estruturas das fundações surgem com o inchaço do solo, mas na primavera, durante o descongelamento, não podem se assentar junto ao solo no sentido contrário, surge o efeito de flambagem dos suportes (pilares, cintos monolíticos e pré-fabricados). Montes inchados de longo prazo aparecem em turfeiras, que são formadas de diferentes maneiras.
Durante o degelo do inverno, os fluxos de água migram, que posteriormente congelam. Este fenômeno se repete muitas vezes e leva ao aparecimento de bolas de gelo volumétricas. As saliências crescem a uma taxa de até 10 - 20 cm por ano. Solos soltos congelam no corpo da fundação escavada no inverno e aumentam na primavera. A cavidade sob o suporte é preenchida com solo líquido ou liquefeito. O processo se repete por vários anos e leva ao colapso da casa.
A categoria não rochosa inclui rochas clásticas e solos rochosos. Os fragmentos são obtidos quando as rochas de mineração são destruídas, pedra triturada, cascalho e outros materiais com grãos grandes na composição entram no grupo. Inclui também areias de fração média e grande.
Um aumento nas partículas estruturais leva a uma diminuição no grau de elevação. As fundações em tais camadas são enterradas independentemente da marca de congelamento e do nível de estabilidade do líquido do solo.
Como determinar o tipo de solo
Levantamentos de campo incluem levantamentos instrumentais e observação do comportamento de marcadores de profundidade ancorados (benchmarks). Dispositivos aplicados (medidores de feixe), que contêm na estrutura um recipiente isolante térmico para solo com uma amostra de suporte e sensores de medição de cisalhamento.
A tendência da camada do solo a inchar é chamada de grau de elevação do gelo. É encontrado pela fórmula F = (R - r) / rOnde:
- F - o grau de elevação;
- R - a altura da camada inchada;
- r É a altura da amostra antes do congelamento.
Solos elevados incluem solos, cujos indicadores são superiores a 0,01, tais rochas aumentam o volume em mais de 1 cm a uma profundidade de congelamento de 1 m.
A avaliação consiste em examinar uma base de teste com elementos de ancoragem para neutralizar o levantamento. O dispositivo de medição possui um elemento elástico, cujas deformações indicam o grau de dilatação. As dimensões lineares da mudança são fixadas por sensores e detectores.
Existem métodos para determinar o grau de levantamento sem violar a integridade das amostras sob a influência das forças de deformação. Sensores informativos não são inseridos no solo, os dispositivos não entram em contato com a camada de solo.
Esses estudos incluem:
- gammascopia;
- raio-x de ultrassom;
- método de laser.
Esses dispositivos registram mudanças e deslocamentos de partículas minerais durante a deformação à distância, mas ler e trabalhar com indicadores requer conhecimentos e habilidades técnicas especiais.
Ao construir uma casa particular, é solicitado um estudo de laboratório de uma amostra da camada de terra no local. A análise leva algum tempo, mas, como resultado, é emitida uma conclusão oficial e um certificado da composição e propriedades do solo no canteiro de obras.
Há uma estimativa grosseira que, de acordo com a estrutura granulométrica, certamente determinará o solo não poroso. O teste de média é realizado de acordo com as fórmulas. Um resultado preciso é obtido a partir de uma pesquisa de campo ou estudo de laboratório.
Classificação dos solos pelo tipo de inchaço
No inverno, o inchaço é tão forte que levanta a base de suporte junto com o edifício, enquanto na primavera a estrutura elevada não retorna à sua posição normal. A densidade das inclusões de gelo é 916 kg / m3, o mesmo indicador de água é 1000 kg / m3. Isso sugere que o volume do gelo é 9% maior que a capacidade cúbica da água, portanto, uma carga adicional é criada na estrutura da camada terrestre. O solo se move sob a ação da força de pressão, mas não consegue mover as camadas mais profundas, mas eleva a parte superior junto com o edifício.
Classificação de solos agitados:
- não poroso;
- ligeiramente inchado;
- poroso médio;
- fortemente inchado.
A lista é baseada no tamanho das taxas de fluxo e na proporção do conteúdo de umidade. O líquido fraco tem um ponto de escoamento de 0 - 0,25, um coeficiente de conteúdo de água - 0,6 - 0,8. A categoria inclui rochas de granulação grossa com enchimento arenoso, que não devem ultrapassar 30% da massa.
O grupo de porosidade média inclui argilas, franco-arenoso com um valor de fluidez de 0,25 - 0,5, areia siltosa e fina - fluidez 0,8 - 0,93 e fragmentos de rocha, nos quais há mais de 30% de agregado de areia. Pesadamente levantando é representado por solos com uma fluidez de argila de mais de 0,5, um grau de levantamento de mais de 0,07 e areias saturadas de umidade com um coeficiente de água de mais de 0,95.
A geada incha a maior parte das argilas, o que aumenta o volume em até 15%. As areias, principalmente de rochas rochosas e rochosas, praticamente não incham quando congelam. A diferença é que a argila retém a água dentro da estrutura, enquanto a areia permite que ela passe entre as partículas finas.
A tendência de inchar depende da composição química e mineral. As rochas de caulinita são menos móveis do que os solos de monorilonita. Solos com alto teor de potássio são uma boa base para fundações.
Maneiras de combater a elevação do solo
Métodos para reduzir a umidade do solo que irão manter a estabilidade do solo e prevenir efeitos negativos:
- colocação de coletores de drenagem para remoção de umidade do solo;
- planejamento vertical com inclinação da parede de pelo menos 5% para que a água saia da superfície;
- redução do nível de ocorrência de apoios pela substituição da fundação instável por solo sólido;
- o dispositivo de área cega impermeável em todo o perímetro do edifício;
- atividades regulares para reduzir o consumo de água;
- compactação da terra para preenchimento das cavidades da fundação;
- eliminação de ameaças de avanço do abastecimento de água e esgoto
- afastamento da fundação de poços, um reservatório, estações de lavagem, comunicações.
A desidratação do solo como resultado da instalação de um sistema de drenagem é importante. O local é drenado ao fazer um leito de areia e instalar tubos perfurados.A drenagem é disposta ao longo do perímetro, e não muito longe da fossa (0,5 m), é cavado um buraco com uma profundidade ao nível do início. Um tubo isolado com um declive é levado para a vala e polvilhado com cascalho grosso ou areia.
A superfície lisa do material de cobertura sob a sola da fundação irá suavizar a elevação vertical e causar um efeito de deslizamento. O mesmo efeito é obtido alisando a superfície do solo sob a base da fundação. Solo instável é substituído por solo sólido, por exemplo, areia grossa de cascalho. O fosso é cavado abaixo da marca de congelamento, a terra levantada é removida e uma nova camada é derramada e compactada em seu lugar. Este é um método eficaz, mas envolve um grande volume de trabalho de terra.
Como garantir a fundação de um edifício
A base é colocada abaixo da marca de congelamento - de modo que a pressão do levantamento não atue na base. Quanto à superfície lateral, as partículas de solo irão congelar no suporte e levantar a base quando inchadas. Portanto, o assentamento profundo é usado apenas para estruturas pesadas com pisos de concreto armado e com paredes de tijolo ou concreto.
O aquecimento do solo é utilizado como um método para reduzir a influência do solo durante a construção de suportes rasos para uma casa feita de materiais leves. O congelamento do solo é excluído e a umidade não incha o solo. Uma camada isolante é colocada no solo, a largura da fita corresponde à altura de congelamento. A espessura do isolamento é obtida por cálculo em função das propriedades do material e do clima da região.
A fundação é protegida pela introdução de aditivos especiais, por exemplo, o solo é salgado. Este efeito temporário é usado durante a construção da casa. O cloreto de potássio ou cloreto de sódio técnico é usado a uma taxa de 30 kg por metro cúbico de terra. É misturado ao solo de aterro e injetado no espaço ao redor da base da casa. É feito a uma profundidade de 0,5 a 1,0 metros.
O solo é impregnado com uma solução à base de óleo. Duas camadas são feitas na borda com a face lateral da fundação com preenchimento dos seios da face. A composição inclui betume, óxido de cálcio, componentes ativos aniônicos, água. A quantidade da solução é tomada ao nível de 5 - 10% da massa do solo. Modificadores de polímero são usados para misturar com o solo, o que retarda a formação de gelo.
