Характеристика и свойства глинистой почвы, как можно сделать ее плодородной

Виды грунтов

Какие бывают грунты?

• скалистые грунты идеальный вариант. Огромная несущая способность и отсутствие пучинистости
• хрящеватые грунты (гравий, обломки камня) обладают большой несущей способностью, непучинисты. Можно использовать ленточный фундамент на глубину не менее 50 см.
• песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Песчаные грунты являются хорошими основаниями для фундамента. В зависимости от размеров частиц песчинок подразделяются на подтипы:
  • гравелистые пески (0,25-5,0 мм);
  • крупные пески (0,25-2 мм);
  • пески средней крупности (0,1-1 мм);
  • пылеватые и мелкие пески (менее 0,1 мм), близки к глинистым грунтам
• глинистые грунты способны сжиматься, размываться, вспучиваться при замерзании, при этом в зависимости от различного насыщения водой в разной степени. Из-за этого глинистые грунты не слишком хороши для фундамента. Поэтому фундамент на глинистых грунтах часто необходимо закладывать ниже глубины промерзания. Виды глинистых грунтов:
  • супеси
  • суглинки
  • глины

  Виды глинистых грунтов

  Грунт	Количество глинистых частиц	Способ определения
  Супеси	3-10 %	Трудно скатывается или не скатывается в шнур
  Суглинки	10-30%	Может скатываться в шнур диаметром более 1 мм
  Глины	более 30%	При раскатывании дает прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм

• Лёсс. Особый вид грунта, состоящий из песка и минеральных солей, которые легко разрушаются при увлажнении либо повышенной нагрузке. Лёсс отличается тем, что в случае сильного намокания катастрофически просаживается.
• Чернозем. Верхний плодородный слой почвы. Совершенно не подходит для строительства. Устройство фундамента на таком грунте не допускается, необходимо докопаться до других более глубоких слоев почвы.

Способы удобрения почвы

В разных источниках часто пишут, что супесчаная почва отличается меньшей плодородностью, чем суглинок, с точки зрения содержания питательных веществ. Однако в плане других качеств она будет даже ценнее. Супесь проще обрабатывать, чем суглинок. Она легче и практически не облепляет применяемые инструменты. Отсутствуют неприятные эффекты, связанные со слабой вентиляцией корневой системы.

Чтобы компенсировать нехватку питательных веществ, обычно вместо чистой супеси используют почвосмеси. В качестве добавки применяют растительный перегной (его берут вдвое больше, чем основной породы). Иногда растительный перегной заменяют на садовую и дерновую землю, на чернозём. Для культивирования орхидей используют древесную кору, хвою, различные типы верхового торфа. Для теплиц супесь должна перемешиваться с торфом либо торфогрунтом.

Важной почвенной добавкой для супесчаных огородов, клумб и садов выступают органические удобрения. Компост получают на основе растительных и пищевых остатков

До внесения в почву придётся компостировать опилки, нарезанную газонную траву, солому, срез древесных веток. Использование навоза возможно, но для мелкого цветника или клумбы он не подходит. Навоз можно заменить:

• куриным помётом в виде гранул;

• верховым раскисленным торфом;

• агровермикулитом.

Особенности основания

Проще всего принимать, рассчитывать и строить любой дом и сооружение на прочных скальных грунтах. Однако, не всем застройщикам везёт, нередко на участке оказываются привередливые и непредсказуемые породы глинистой группы: грунты-суглинки, глины и пески. Их свойства определяет фракция компонентов, наличие грунтовых вод, климатические особенности местности:

• чем мельче частицы глины и песка, тем более подвижный грунт. Он плохо высыхает после осадков, имеет свойство значительно менять объём при смене сезонов;
• в грунте, в котором преобладает песок, вода задерживается меньше, подвижность основания ниже.

Суглинок – это смесь глины и песка. Пропорции компонентов могут варьироваться, в зависимости от этого данный тип почвы делят на 3 разновидности:

Словарь-справочник по физической географии (изд. Москва, 1983 г.) приводит еще одну классификацию суглинков:

• валунные содержат в объёме валуны 10 см…10 м в поперечном сечении. В большинстве случаев в грунте распространены мелкие примеси;
• лёссовидные – рыхлые суглинки с чистой тонкозернистой структурой;
• покровные составляют рельеф в области древнего ледникового оледенения и в приледниковой полосе.

На глаз определить тип грунта вряд ли удастся – порода глинистых имеет тонкие переходы с разницей в пару процентов, поэтому перед строительством необходимо проводить геологические изыскания и исследования для уточнения свойств основания.

Методы улучшения суглинистой почвы

Для улучшения плодородности суглинка рекомендуется проводить профилактические мероприятия по изменению структуры, увеличению рыхлости. Каждую очень и весну рекомендуется перекапывать почву, добавляя разного рода разрыхлители: песка, торфа, прелых опилок лиственных деревьев, компоста. Можно не ждать, пока опилки перепреют, а вымочить их в мочевине. Не стоит использовать для разрыхления суглинистой почвы красноватый торф, это повысит содержание железа в почве. Осенью можно использовать навоз, лучше всего подходит конский или овечий. Разрыхлитель вносят на глубину от 10 до 15 см, ежегодно углубляясь.

Разрыхлять почву можно компостом

Суглинки — почвы, которые хорошо увлажняются и плохо просыхают. В результате происходит закисление. В качестве раскислителей используют опилки, навоз или солому. Отлично подойдет доломитовая мука — раз в четыре года, не более 500 грамм на 1 квадратный метр.

Базовые принципы возделывания глинистого грунта

Реализовать намеченные планы можно, если воспользоваться следующим алгоритмом.

Расчистка грунта

Первым делом с участка полезно убрать строительный мусор, выкорчевать пни, собрать крупные и мелкие камни, уничтожить сорняки. Для этого можно использовать два способа: механический (вспахать верхний слой грунта и руками собрать все корешки) и химический (обработать почву вегетирующим гербицидом). Химия наиболее эффективна: препараты проникают в почву не сразу, долго сохраняют свое действие.

Организация дренажа

На особых проблематичных болотистых участках придется сразу использовать два вида дренажа: поверхностный и глубинный. Сначала производится обустройство глубинного дренажа. Для этого выбирается система дренов. Она предполагает прокладку по всему участку структурированной канальной магистрали, которая собирается при помощи труб.

Система укладки глубинного дренажаИсточник stroy-full.ru

Они укладываются в грунт на глубину более чем на метр, монтируются с определенным наклоном. Его угол зависит от рельефа местности. Предварительно перед укладкой труб на дне траншеи утрамбовывается подушка из песка и гравия, затем расстилается геотекстиль. Он поможет защитить перфорированные трубы от засорения. На геотекстиль сверху еще насыпается слой гравия толщиной в 10 см, только после этого укладываются дрены. Поверх них ложится еще один слой гравия и снова пленка геотекстиля.

Если не делать текстильное обертывание, дрены в глинистых почвах быстро забьются, тогда дренажная система перестанет работать. Магистраль может быть сделана одна. Тогда посередине участка будет проходить трубопровод, дрены в этом случае будут подключаться к нему в форме елочки. Можно укладывать магистральную трубу вдоль забора прямо на границе участка, а потом подводить к ней все дренирующие трубы. Все они подключаются к дренажному колодцу. В нем собирается все лишняя вода.

Система глубинного дренажа в виде елочкиИсточник pikucha.ru

Подобный элемент устанавливается за пределами участка или в каком-нибудь его неприметном углу. Колодец можно сложить из кирпича или купить готовый железобетонный круг. Но специалисты советуют приобретать и устанавливать накопительные элементы, выполненные из тех же материалов, что и трубы. За пластиковыми колодцами и септиками ухаживать проще, при необходимости будет несложно выполнить ремонт.

Глубинный дренаж позволит своевременно избавиться от грунтовых вод и предотвратить выталкивание воды на поверхность земли. Монтаж поверхностной дренажной системы на глинистой почве можно сделать очень просто. Для этого в самой нижней точке участка устанавливается септик или инфильтрационный колодец. От него скопившаяся вода выводится в придорожную канаву или в уличную ливневую канализацию. К нему подводят систему собирающих лотков. Они укладываются с уклоном от дома. Для этого при помощи лопаты вырываются траншеи глубиной до полуметра. На дне сооружается подушка толщиной в 10 см из песка и гравия. Прямо на нее устанавливается лоток под уклоном в пять градусов по отношению к септику. Сверху лотки закрываются металлической сеткой. Она предотвратит засорение стоков и защитит их от листьев и мусора.

Принцип сборки поверхностного дренажаИсточник aliansgk.ru

Монтаж глубинной и поверхностной дренажной системы позволяет хорошо осушить даже сильно заболоченный участок. Подобная схема смогла доказать свою эффективность, без нее разбить сад не удастся. Укладывать рулонный газон на глину бесполезно. Скопление влаги в корневой системе приведет к кислородному голоданию, трава быстро погибнет. Правильно рассчитать глубину траншей, уклон кладки труд очень сложно, поэтому к проектированию дренажной системы обязательно нужно привлекать специалистов. А вот сам монтаж уже готовой схемы при наличии определенных строительных навыков выполнить самостоятельно будет несложно. На этом этапе работ можно экономить.

Улучшение структуры почвы

После того, как дренажная система будет выполнена, нужно:

• завести на участок машину с чистым песком;
• распределить его по всей садовой территории;
• добавить к нему такое же количество торфяной смеси и питательного перегноя;
• вспахать землю и дать ей немного постоять.

Вносить дополнительные компоненты специалисты рекомендуют в пропорциях 1:1. Там, где будет в последующем формироваться газон, необходимо сделать уклон в два, три градуса. Вспашка – самое необходимое мероприятие. Она помогает улучшить водно-воздушный режим почвы и создать основу, в которой сможет укорениться посеянная трава.

Вспашка глинистых почв мотоблокомИсточник ausfina.club

Классификация суглинков

Термин «суглинок» широко применяется в грунтоведении, инженерной геологии, почвоведении и четвертичной геологии.

Геологический толковый словарь утверждает, что разные исследователи вкладывают в определение термина «суглинок» существенно различный смысл. Различные определения и классификации встречаются и в словарях.

Геологический толковый словарь

Суглинки — рыхлые молодые континентальные отложения, состоящие из частиц менее 0,01 мм, содержащиеся примерно в количестве 30—50 %, и обломочного материала крупнее 0,01 мм, составляющего соответственно 70—60 %. В суглинках обычно присутствует около 10—30 % глинистых частиц диаметром менее 0,005 мм, которые и обуславливают основные их физико-технические показатели. За характерный признак суглинков обычно принимается изменение числа пластичности в пределах от 7 до 17.

Горная энциклопедия

Горная энциклопедия определяет суглинок как рыхлую песчано-глинистую осадочную горную породу, содержащую 10—30 % (по массе) глинистых частиц (размером менее 0,005 мм) и выделяет в суглинке следующие виды:

• грубопесчаные
• мелкопесчаные
• пылеватые суглинки

Виды подразделяются в зависимости от содержания песчаных зёрен соответствующего размера и пылеватых частиц.

В более песчаных суглинках содержится значительное количество кварца, в более глинистых — глинистые минералы (каолинит, иллит, монтмориллонит и др.). Иногда суглинки обогащены органическим веществом и водно-растворимыми солями (в аридных областях). Происхождение суглинков обычно континентальное. Используются в качестве сырья для производства кирпича

Технический железнодорожный словарь

Технический железнодорожный словарь, выпущенный в 1941 году, определяет суглинок как мелкозернистый грунт, содержащий более 10—15 % глинистых частиц.

Также данный словарь утверждает, что суглинок обладает значительным сцеплением, небольшой пластичностью, слабо пропускает воду и легко размывается, а также то что в железнодорожном деле такие грунты применяются как материал для земляного полотна.

Также словарь советует отличать от нормальных суглинков лёссовидные суглинки, обладающие большим количеством вертикальных пор и дающие значительные и неравномерные осадки при смачивании. При возведении сооружений на лессовидных суглинках применяют поэтому меры для искусственного их уплотнения и преграждения доступа к ним воды.

Словарь-справочник по физической географии

Словарь-справочник по физической географии, изданный в Москве в 1983 году, утверждает, что в зависимости от гранулометрического состава и числа пластичности суглинки подразделяют на лёгкие песчанистые, лёгкие пылеватые, тяжёлые песчанистые, тяжёлые пылеватые.

Также данный словарь-справочник подразделяет суглинок на три разновидности: валунный, лёссовидный и покровный.

• Валунный суглинок — содержит в своей толще валуны — окатанные обломки горной породы от 10 сантиметров до 10 метров в поперечнике. В суглинке более распространены мелкие валуны.
• Лёссовидный суглинок — рыхлые породы различного происхождения, похожие на лёсс (неслоистая тонкозернистая и рыхлая *
• Покровный суглинок покрывает собой рельеф в области древнего материкового оледенения и в приледниковой полосе.

Классификация по ГОСТ

ГОСТ описывает суглинок как осадочную дисперсную горную породу, состоящую из глинистых, песчаных и пылеватых частиц, с числом пластичности I_P = 7-17.

В соответствии с ГОСТ 25100-2011 в зависимости от показателя текучести суглинки подразделяют на твердые I_L < 0, полутвердые 0 ≤ I_L ≤0.25, тугопластичные 0.25 < I_L ≤ 0.5, мягкопластичные 0,5 < I_L ≤ 0.75, текучепластичные 0,75 < I_L ≤ 1 и текучие 1 < I_L.
В зависимости от гранулометрического состава суглинки подразделяют на лёгкие песчанистые, лёгкие пылеватые, тяжёлые песчанистые, тяжёлые пылеватые.

Дополнительные работы

Основная проблема при строительстве дома на пучинистых грунтах (в том числе и на суглинках) заключается в том, чтобы возвести фундамент, адекватно воспринимающий увеличение объема грунта в холодную пору года. Причина, по которой все это происходит – увлажнение грунта. Поэтому при высоком уровне грунтовых и поверхностных вод необходимо устроить дренаж фундамента. Лучше всего задуматься над этим вопросом еще на этапе строительства фундамента – так затраты будут меньше, да и эффективность дренажной системы будет значительно выше.

Когда проблема увлажнения грунта решена, не лишним будет обеспечить дополнительную его теплоизоляцию по периметру дома. Это делается для того, чтобы уменьшить глубину промерзания почвы, тем самым сведя риск пучения грунта к нулю.

Выбор типа фундамента

При строительстве фундамента на глинистой почве, независимо от выбранного типа, необходимо выполнять главное правило: ширина подошвы должна быть больше верхней части конструкции на 25 и более процентов (различные виды фундамента для частного дома). В обязательном порядке обустраивается подушка из песка и гравия (или щебня).

Ответить на вопрос: какой фундамент лучше на глинистой почве — однозначно нельзя

При выборе типа конструкции необходимо принимать во внимание несколько моментов: стоимость, характеристики грунта и глубина залегания грунтовых вод. При определенных обстоятельствах он может быть ленточным, плитным или свайным

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент на глине подойдет для тяжелых построек и легких деревянных строений (для ленточного фундамента своими руками — пошаговая инструкция).

Но если в первом случае обустраивается заглубленная конструкция, подошва которой находится ниже границы промерзания, то во втором предпочтение следует отдать мелкозаглубленному фундаменту: на глинистой почве легкая надземная часть не сможет стать противовесом силам пучения.

Монолитная лента применяется только в том случае, если грунтовые воды находятся ниже линии промерзания грунта. На суглинистых почвах фундамент такого типа можно строить, если геологоразведка подтвердила равномерность залегания пластов по всей строительной площадке.

Только в таком случае неравномерные деформации при пучении грунта не будут угрожать конструкции.

Схема ленточного фундамента на глине.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты на глине являются наиболее надежными, но и самыми дорогими (о плюсах и минусах плитного фундамента). Поэтому практикуют их только в случае строительства роскошных особняков.

Другое название такого типа фундамента на глинистой почве – плавающий. При любых подвижках грунта плита движется вместе с ним, сохраняя равномерность нагрузки.

Плита заливается практически на поверхности земли. Но практикуют и заглубленные плиты – в домах с подвалами. В этом случае стены подземной части дома, и плита составляют единую монолитную конструкцию.

Если вам надо построить фундамент на суглинке, лучшего решения, чем монолитная плита, не найти (как сделать плитный фундамент своими руками — пошаговая инструкция). Поскольку подошва такого основания имеет максимальную площадь, даже расчетного сопротивления грунта в 1 кг/см2 достаточно для обеспечения устойчивости строения.

Схема плитного фундамента.

Свайные фундаменты

При помощи свай сооружается фундамент на супесях и прочих видах глинистых грунтов. Под здания большой площади устраиваются свайные поля: под стены опоры устанавливаются в виде рядов, а под колонны – кустами.

При выборе типа фундамента на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод наиболее правильным решением является строительство дома именно на сваях (что такое обвязка свайно — винтового фундамента). При этом необходимо придерживаться основного правила – опора должна выполняться с уширением книзу.

Хорошо зарекомендовали себя винтовые сваи – конструкции, снабженные винтовыми лопастями в нижней их части (как сделать свайно — винтовой фундамент своими руками). При вкручивании винта сохраняется плотность грунта вокруг опоры – лопасти почву не взрыхляют, а подрезают отдельные пласты. Расчетная глубина установки винта находится ниже водоносного слоя и точки промерзания.

Схема свайно — винтового фундамента на глинистой почве.

Какой фундамент строить на суглинке

Суглинистая почва – смесь глины и песка, в которой превалирует глина. Процентное соотношение компонентов может быть разное, отсюда и различные свойства суглинка. Например, чем больше в нем песка, тем больше коэффициент пористости и меньше расчетное сопротивление грунта. В сухом состоянии суглинки обычно рассыпчатые – данное свойство обеспечивает песчаный наполнитель. А вот во влажном они становятся вязкими – заслуга глины. Из-за наличия значительной части последней, увлажненные суглинки при отрицательных температурах промерзают, увеличиваясь в объеме. Поэтому к фундаментам на пучинистых грунтах (глина, супесь, суглинки) предъявляются особые требования. Исходя из конкретных условий строительства, индивидуальные застройщики делают ставку на следующие типы фундаментов:

• армированная плита. В этом случае речь идет, как правило, о плавающем фундаменте, заложенным выше ГПГ;
• сваи. Заглубленные ниже ГПГ, они обеспечивают неплохую устойчивость постройки, однако их применение должно быть обосновано эксплуатационными и экономическими факторами;
• ленточный фундамент. На пучинистых грунтах жесткая армированная лента возводится либо выше ГПГ (для легких построек и при условии дренирования и утепления фундамента), либо ниже – получается дом с подвалом

Определение степени пучинистости пылевато-глинистых грунтов

Так как в большинстве пылевато-глинистых грунтов значительное содержание пылеватых и глинистых частиц, то они хорошо связывают воду, насыщаются ею. Насыщенный водой грунт при замерзании зимой значительно расширяется, увеличивается в объеме, что приводит к его неравномерному поднятию, “вспучиванию”.  

Именно это явление и получило название “морозное пучение грунта“. Возникает оно, как правило, во влагонасыщенных и влажных пылеватых, мелкопесчаных и глинистых грунтах (супесях, суглинках, глинах). 

К тому же, глинистые грунты обладают так называемой “капиллярной активностью” – способностью подтягивать воду со значительных глубин на поверхность, которая очень зависит от количества пылеватых частиц в составе этих грунтов: чем больше пылеватых частиц, тем больше активность.

«Благодаря» капиллярному эффекту, глинистые и мелкопесчаные грунты способны подтягивать воду от уровня залегания грунтовых вод (УГВ) ближе к поверхности земли на следующие величины:

• глины – на 4 ÷ 5 метров;

• суглинки – на 2 ÷ 3,5 метра;

• супеси –  на 1,5 – 2 метра

Именно эта способность подтягивать воду определяет степень пучинистости песчаных грунтов в зависимости от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов (Z).

Непучинистые грунты (относительное морозное пучение < 1%)

Непучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

• для супесей – Z > 1,5 м;

• для суглинков – Z > 2,5 м;

• для глин Z > 3,0 м

Слабопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 1 до 4%)

Слабопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

• для супесей – 1,05 м ≤ Z ≤ 1,5 м;

• для суглинков – 1,5 м ≤ Z ≤ 2,5 м;

• для глин – 2,0 м ≤ Z ≤ 3,0 м;

Среднепучинистые грунты (относительное морозное пучение от 4 до 7%)

Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

• для супесей – 0,75 м ≤ Z ≤ 1,0 м;

• для суглинков – 1,0 м ≤ Z ≤ 1,5 м;

• для глин – 1,5 м ≤ Z ≤ 2,0 м;

Сильнопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 7 до 10%)

Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

• для супесей – Z < 0,75 м;

• для суглинков – Z < 1,0 м;

• для глин – Z < 1,5 м;

Но степень пучинистости пылевато-глинистых грунтов зависит не только от глубины залегания подземных (грунтовых) вод, вернее, от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов, но и от показателя текучести J_L глинистых грунтов. Вернее, показатель текучести глинистых грунтов напрямую зависит от их влажности, а значит, от уровня грунтовых вод.

Огород, овощные культуры

Овощным культурам в целом подходят почвы с высоким содержанием гумуса и органики, богатые азотом, калием и фосфором с глубоким пахотным слоем. Участок должен быть ровным, без крупных комков земли.

Овощи

Здесь есть свои особенности по требованию к почвам.

• Свекла: ей нужны суглинистые почвы или черноземы, рыхлые (плотность 1,3–1,35 г/см3), богатые гумусом (мощность — 40–150 см, содержание 3–8 %), с нейтральным pH (6,5–8,2) и хорошо увлажненные.
• Картофель любит слабокислые легкие опесчаненные почвы с большим содержанием калия. Это серые лесные, дерново-подзолистые, оподзоленные черноземы. То есть если чернозем, то рыхлый, если тяжелосуглинистый грунт, то только влажный и структурный. Идеально подойдет легкосуглинистый, среднесуглинистый и супесчаный грунт. Важен умеренно холодный режим: жару картофель не любит, а также не любит засоленности и заболоченности.
• Огурцы: им важен мощный корнеобитаемый слой. Подходят суглинки с pH 6–8,2. Не любят кислые, щелочные, засоленные почвы.
• Капуста: ей важна хорошая влажность и мощный корнеобитаемый слой, pH в пределах 5,5–8,2. Она не любит переувлажнения почвы, ее уплотнения, засоления, солонцеватости и не растет на песчаных почвах.
• Баклажаны: им подходят южноевропейские черноземы, суглинистые, структурные глинистые почвы с pH 6–8,2 без солонцеватости и засоления.
• Перцы: хорошо растут на суглинках с высокой влажностью, рыхлостью, с pH 6–8,3 без засоленности и солонцеватости.
• Помидоры: им подходят черноземы, луговые почвы, гумусированные, рыхлые грунты с хорошим увлажнением и pH 5,5–8,2. Томаты не любят легких почв.

Бахчевые культуры

Арбузы растут на легких почвах, супесчаных, нейтральных и слабощелочных

Это «дети пустыни»: им не важно, сколько гумуса в грунте, зато важен мощный корнеобитаемый слой.

Дыням нужны богатые черноземы с нейтральной реакцией и средним составом (не легкие и не тяжелые).. Желтый суглинок с хорошей мелкокомковатой структурой

Желтый суглинок с хорошей мелкокомковатой структурой

В степной, лесостепной, сухостепной зоне, на юге легкие почвы не будут эффективны: в жару они легко теряют влагу.