Морозний пучение грунтів розвивається в зоні сезонного промерзання, а у випадку з вічною мерзлотою - в сезонно-талих шарах. Його причина проста - замерзає вода, що міститься в породі. Всім відомо, що при замерзанні вода збільшується в об'ємі приблизно на 10%. Тільки тут є одна тонкість - пученію схильні виключно глинисті і пилуваті ґрунти, і цьому є своє пояснення.
Грунти, схильні до пученію
Деякі грунти схильні до пученію. а деякі ні. Піски. скельні і грубообломочниє грунти мають порожнечі (пори або тріщини), в яких може міститися вода. Однак порожнечі мають досить великі розміри, тому вода вільно в них проникає, але також вільно їх покидає. Звідси її назва - вільна гравітаційна. Глинисті і пилуваті ґрунти складаються з набагато більш дрібних частинок, відповідно і розміри пір в них набагато менше. При цьому площа поверхні частинок набагато більше, ніж, наприклад, в пісках. Вода проникає в пори і "прилипає" до їх внутрішньої поверхні. Звідси її назва - фізично пов'язана. Щоб її отримати, однією гравітації недостатньо, потрібні додаткові зовнішні сили.
Тепер уявімо собі, що грунт почав замерзати. Сила, що виникає при зростанні кристала льоду, дуже велика. Вільна гравітаційна вода легко витісняється з великих порожнеч зростаючими кристалами (до того ж при температурі +4 градуси вода стає важче), замість води в порах утворюється лід, займаючи той же обсяг, що був заповнений водою. Кріотекстури, яка виходить при промерзанні среднезернистого піску і грунтів, що складаються з більш великих фракцій, називається масивна. Ще не варто забувати, що з великих пір вода легко випаровується.
З фізично пов'язаної водою інша справа. Вона утримується на стінках пір "насильно", тому замерзає весь її обсяг. При цьому температура замерзання трохи нижче нуля. Грунт неминуче починає збільшуватися в об'ємі. Чим більше в ґрунті фізично зв'язаної води, тим сильніше він пучітся.
Боротьба з морозним обдиманням
Тепер про методи боротьби з морозним обдиманням. Щоб процес не відбувався, треба усунути причину, або одна з умов його виникнення. Причина - негативні температури, тому перший спосіб боротьби - утеплення, точніше консервація температури. Для випадку многолетнемерзлих порід грунт не повинен відтавати, а для звичайних умов - не повинен промерзати.
Можна позбутися від умов процесу. По-перше, замінити грунт на непучиністих (пісок), причому бажано до глибини промерзання. За довідниками (Підстави і фундаменти. Механіка грунтів) мінімальна товщина піщаної подушки - 0.5м. По-друге, заглиблення фундаменту до глибини промерзання. При цьому грунт не повинен стикатися з бічною поверхнею фундаменту, щоб при змерзання дотичні напруження не підняли будинок. Для цього робиться обсипання піском з боків, або руберойд і т.п. Іноді фундамент роблять з розширенням до низу (виходить трапеція). Це сприяє зниженню бічних сил обдимання, а крім цього знижує навантаження на грунт за рахунок збільшення площі опори.