Краткое содержание: в статье рассматриваются особенности пухлых и растворимых грунтов, их влияние на устойчивость насыпных сооружений, а также практические методы их исследования, укрепления и контроля.
Насыпные тела (дамбы, откосы, насыпи, автодорожные насыпи и др.) часто возводятся на грунтах, которые обладают низкой плотностью, высокой пористостью и способностью к растворению в воде. Такие грунты называют пухлыми (или рыхлыми) и растворимыми. Их свойства могут привести к:
- неравномерному оседанию и просадке основания;
- повышенному риску протекания и эрозии;
- разрушению конструкции в результате просачивания воды.
Поэтому правильный подход к их оценке и укреплению является критически важным для долговечности и безопасности насыпных сооружений.
Классификация и основные свойства
2.1 Пухлые (рыхлые) грунты
Пухлые грунты характеризуются:
- Низкой плотностью (< 1,5 г/см³);
- Большим объёмом пор (пористостью 40‑70 %);
- Слабой связью частиц между собой;
- Склонностью к уплотнению при нагрузке.
2.2 Растворимые (растворяющиеся) грунты
К растворимым относяться глины, суглинки и песчаные слои, содержащие:
- Карбонатные минералы (известняк, доломит);
- Сульфаты, глиняные минералы, поддающиеся вымыванию;
- Органические вещества, способные разлагаться под воздействием воды.
Эти грунты могут полностью или частично растворяться при контакте с водой, что приводит к образованию пустот, просадок и потере несущей способности.
Влияние пухлых и растворимых грунтов на основание насыпных тел
Основные механизмы негативного воздействия:
- Усадка и просадка – при уплотнении под нагрузкой происходит уменьшение объёма грунта.
- Эрозия и вымывание – вода, проникающая в грунт, растворяет растворимые компоненты и уносит мелкие частицы.
- Потеря несущей способности – уменьшение коэффициента несущей способности из‑за разрушения структуры.
- Формирование каналов и пустот – в результате растворения образуются каналы, через которые ускоряется движение воды.
Методы исследования грунтов
4.1 Полевая геотехническая разведка
Для определения характера и степени пухлости/растворимости применяются:
- Буровые скважины с последующим отбором проб;
- Статическое и динамическое зондирование (SPT, CPT);
- Гидрогеологические наблюдения (уровень грунтовых вод, химический состав воды).
4.2 Лабораторные испытания
- Определение плотности и влажности (метод сухой и влажной плотности).
- Проба на растворимость – выдерживание образца в воде и измерение потери массы.
- Тесты на сжимаемость (одномерное сжатие, триангулярные испытания).
- Капиллярные свойства – измерение коэффициента водопоглощения.
Проектирование и укрепление оснований
5.1 Общие принципы
Для работы с пухлыми и растворимыми грунтами следует придерживаться следующих принципов:
- Снижение уровня грунтовых вод (дренаж, отводные каналы);
- Увеличение плотности грунта (уплотнение, стабилизация);
- Создание барьерных слоёв, препятствующих вымыванию;
- Контроль за химическим составом воды (нейтрализация кислотных или щелочных растворов).
5.2 Технологии уплотнения
- Механическое уплотнение – вибрационные плиты, катки, виброплиты, динамические вибраторы.
- Вибропрессование – сочетание вибрации и статического давления.
- Гидравлическое уплотнение – закачка воды под давлением с последующим откачиванием.
5.3 Стабилизация химическими добавками
Для уменьшения растворимости и повышения прочности применяют:
- Цементные растворы (портландцемент, гидравлические известковые растворы);
- Гидрофобные добавки (полимерные дисперсии, битумные эмульсии);
- Гипсовые и известковые стабилизаторы.
5.4 Дренажные решения
Эффективный дренаж позволяет:
- Снизить гидростатическое давление;
- Уменьшить скорость вымывания растворимых компонентов;
- Обеспечить быстрый отвод воды от поверхности и глубинных слоёв.
Типичные дренажные конструкции:
- Геотекстильные дренажные маты;
- Гидравлические фильтры из гравия/щебня;
- Вертикальные дренажные скважины с насосным отводом.
Пошаговый алгоритм работы с пухлыми и растворимыми грунтами
- Сбор исходных данных – геологические карты, результаты предыдущих исследований.
- Полевой геотехнический анализ – бурение, зондирование, измерение уровня грунтовых вод.
- Лабораторные испытания – определение плотности, растворимости, сжимаемости.
- Оценка рисков – расчёт просадок, оценка устойчивости, определение критических зон.
- Разработка проекта укрепления – выбор методов уплотнения, стабилизации, дренажа.
- Подготовка площадки – удаление растительности, выравнивание, предварительное дренажное устройство.
- Уплотнение и стабилизация – последовательное выполнение выбранных технологических операций.
- Контроль качества – измерения плотности, влажности, проверка уровня воды.
- Мониторинг в эксплуатации – периодические измерения просадок, наблюдение за состоянием дренажных систем.
Примеры из практики
7.1 Дамба на карбонатных отложениях (Россия, 2018 г.)
При строительстве дамбы в Карелии была обнаружена высокая растворимость известняковых слоёв. Было применено:
- Гидравлическое уплотнение с последующим введением цементного раствора (5 % от объёма грунта);
- Геотекстильный дренажный слой из полипропиленовой сетки, покрытый гравием 20‑30 см.
Результат: просадка за 5 лет составила 0,12 м (в пределах проектных допусков).
7.2 Автодорожный откос в зоне глинистых отложений (Украина, 2021 г.)
Для откоса, построенного на глинистом, растворимом грунте, использовали:
- Стабилизацию известковым раствором (10 % извести от массы сухой смеси);
- Вибропрессование до плотности 1,85 г/см³;
- Установку вертикальных дренажных скважин с автоматическим насосом.
Эффект: снижение уровня грунтовых вод на 0,8 м и отсутствие просадок более 0,05 м за 3 года эксплуатации.
Трудности и рекомендации
- Неоднородность грунтов – рекомендуется проводить детальное зондирование с шагом не более 2‑3 м.
- Влияние сезонных колебаний уровня воды – предусмотреть возможность регулирования дренажных систем.
- Экологические ограничения – использовать экологически безопасные стабилизаторы (например, известковые растворы вместо цемента, если требуется).
- Контроль качества – обязательное проведение контроля плотности после каждого прохода уплотнительной техники.
Работа с пухлыми и растворимыми грунтами в основании насыпных тел требует комплексного подхода, включающего:
- Тщательное геотехническое исследование;
- Выбор адекватных методов уплотнения и стабилизации;
- Эффективную систему дренажа;
- Постоянный мониторинг состояния грунтов в процессе эксплуатации.
Только при соблюдении всех перечисленных мер можно обеспечить долговечность и безопасность насыпных сооружений, построенных на сложных грунтовых условиях.
Автор статьи: инженер‑геотехник, специалист по укреплению оснований. Дата публикации: 29 июля 2026 г.