География распространения просадочных грунтов.

Лекция №6

Фундаменты на просадочных грунтах. Сущность явления просадки. Физико – механические свойства лёссовидных просадочных грунтов.

Основные характеристики просадочных грунтов и методы их определения. Типы грунтовых условий по просадочности. Проектирование фундаментов на просадочных грунтах (порядок расчета). Основные виды мероприятий для обеспечения устойчивости зданий и сооружений. Водозащитные мероприятия. Конструктивные мероприятия.

Лёссовые грунты – относятся к группе глинистых грунтов, образуя особую разновидность, отличающуюся рядом характерных свойств. Они относятся к слабым, структурно - неустойчивым грунтам. У нас в стране нашли распространение лессовидные грунты. Лессовидные – это те породы, которые дают просадку при дополнительном давлении, а лёссовые – только, как правило, под действием собственного веса. По гранулометрическому составу и числу пластичности лессовидные грунты являются супесями и суглинками твердой консистенции. К ним относятся: лессы, лессовидные супеси и суглинки, иногда даже маловлажные пески и др.

Просадочные грунты – это грунты, в которых под совместным воздействием внешней нагрузки или собственного веса и замачивания возникают дополнительные деформации, называемые просадками.

Просадка – это деформация грунтового основания, которая наблюдается у отдельных видов грунтов при их увлажнении под нагрузкой. При этом происходит практически полное разрушение первоначальной структуры грунта с последующим его уплотнением, иначе можно сказать, что просадки – это деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.Отличие осадок от просадок заключается в том, что осадки – это деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры.

География распространения просадочных грунтов.

Просадочные грунты распространены в Украине, на Дону и Кубани, в Среднем и Нижнем Поволжье, в районах Западной Сибири, в Средней Азии и Казахстане, на Северном Кавказе, покровные делювиальные суглинки – сырты (сырт - возвышенность), распространенные на возвышенностях в районах между Поволжьем и Нижним Уралом, в США – вся центральная часть.

Лёссовые грунты при замачиванием их под нагрузкой резко уменьшаются в объеме, что приводит к просадке дневной поверхности.

Рисунок 6.1. Карта распространения лёссов и лессовидных пород (по

И.П.Герасимову и К.К.Маркову): 1- типичные лёссы, 2 - лессовидные породы

Для непросадочных грунтов от действия собственного веса, как правило, нет деформаций. Для просадочных грунтов характерно следующее: жесткие кристаллизационные связи размягчаются и частично растворяются, развивается расклинивающее действие пленочной воды, снижается прочность водно – коллоидных связей между частицами. Собственный вес грунта начинает работать как внешняя нагрузка и может вызывать деформации.

Рисунок 6.2.

Рисунок 6.3. Размыв и образование оврага в лёссовой толще

Рисунок 6.4. Деформация бортов канала в лёссовой толще в связи с просадочными явлениями

Рисунок 6.5. Просадочные трещины вдоль каналов

Рисунок 6.6. Просадка лёссовой поверхности на Ергенях

Рисунок 6.7. Обрушение откоса выемки в толще лёсса в месте выхода на откос подземных вод

Рисунок 6.8. Деформация здания на обильно увлажненной лёссовой толще

Рисунок 6.9. Трещины в здании при просадке его угла

Рисунок 6.10. Повреждения железобетонной конструкции в связи с просадочными явлениями в лёссе (стадион в г. Тбилиси)

Рисунок 6.11. Деформация кирпичной стены здания при оттаивании промерзшего грунта под фундаментами со стороны подвала

Признаки просадочности грунтов:

А) Визуальные признаки:

1. наличие макропор (в Запорожье ), видимых глазом, имеющих вид ячеек и вертикальных канальцев;

Рисунок 6.12. Макропоры

2. характерна столбчатая отдельность (при природной влажности лессовые грунты способны держать вертикальные откосы высотой более 10 – 15м, а при увлажнении грунта эти откосы могут обрушиться);

Рисунок 6.13. Обнажение лёсса в борту долины

Рисунок 6.14. Столбчатая отдельность базальтов, Сихоте-Алинь (фото З. П. Потаповой)

Дневная поверхность – отметка поверхности природного рельефа.

Рисунок 6.15. Схема столбчатой отдельности

3. белый налет на внутренних поверхностях пор, что подтверждает наличие солей (если капнуть 3% раствор соляной кислоты HCl, то произойдет бурная химическая реакция);

4. высокая прочность, хорошее сцепление, твердая консистенция (косвенное доказательство: высота вертикальных откосов в Запорожье достигает );

5. быстрое разрушение структуры в воде с образованием конуса обрушения.

Рисунок 6.16. Конус обрушения

Эти признаки характерны для классических лёссов, но бывает и скрытая просадочность.

Б) Лабораторные признаки:

1. количество глинистых частиц небольшое – до 20%,

количество пылеватых частиц > 50%;
2. высокое содержание солей: CaCO₃ (известняк); NaCl; CaSO₄×2H₂О (гипс) (все эти соли легкорастворимые, они и определяют высокое сцепление);
3. γ →γ _min (γ≤16 );
4. высокая пористость (e →1).

Лессовидные суглинки сходны по свойствам с лёссами, но в сравнении с ними они грубее на ощупь и содержат большее количество песчаных и глинистых частиц. Они менее пористы и меньше размокают. Просадочные свойства в них проявляются слабее, а в некоторых случаях и вовсе отсутствуют. Лессовидные суглинки бывают палево-желтого, желтого и коричневого цвета. как и лессы, они обычно не слоисты (лессы имеют однородную тонкозернистую, обычно не слоистую и весьма пористую породу желтовато-палевого цвета, состоящую преимущественно из мельчайших частиц кварца, полевого шпата, слюды и примесей глинистых частиц, гидратов окиси железа и др. минералов).

Дата добавления: 2015-07-07