Раздел 1. Строительство на структурно-неустойчивых грунтах

Лекция № 7. Проектирование фундаментов на лессовых просадочных грунтах.

Основные термины и определения.

Просадочный грунт - преимущественно структурно-неустойчивый, глинистый (лессовый) грунт, в котором при повышении влажности выше определенного уровня происходит потеря его прочности и под воздействием внешней нагрузки и (или) собственного веса происходит его дополнительное уплотнение - просадка грунта.

Просадочная толща (H_sl) - слой грунта от природной поверхности или уровня планировки до кровли непросадочного грунта.

Относительная просадочность ( e _sl ) - это относительное сжатие грунтов при заданном давлении после их замачивания. К просадочным следует относить грунты при e _sl ≥ 0,01.

Начальным просадочным давлением (р _sl) - является минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства лессовых пород при их полном водонасыщении.

Начальная просадочная влажность ( w _sl ) - минимальная влажность, при которой лессовый грунт проявляет просадочные свойства.

I тип грунтовых условий, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.

II тип грунтовых условий, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

Карта развития лёссовых пород на территории СНГ 1 – лёссы и лёссовые породы большой мощности (более 10 м), проявляющие просадку под собственным весом; 2 – лёссовые породы и лёссы мощные (более 5 м), проявляющие значительные просадочные деформации при дополнительных нагрузках; 3 – лёссовые породы средней мощности (5 – 10 м), проявляющие незначительные просадочные деформации при дополнительных нагрузках; 4 – лёссовые породы прерывистого распространения (3 – 5 м), непросадочные; 5 – лёссовые породы прерывистого и островного распространения изменчивой мощности, неоднородные по просадочности; 6 – лёссовидные и покровные глинистые породы островного и прерывистого распространения, маломощные, непросадочные; 7 – мерзлые покровные пылеватые глинистые породы, проявляющие термопросадки в результате оттаивания.

Просадочные грунты

Лессовые грунты занимают почти всю Украину, Среднюю Азию и встречаются в Восточной Сибири. Самая большая территория лесса находится в Китае (на географических картах Китай всегда окрашивается в желтый цвет – цвет лесса). Из инженерной геологии известно, что лёсс:
– эолового происхождения; – содержит соли CaCO3, CaSO4; – мало влажен; – довольно однороден; – имеет характерную особенность в виде наличия макропор.
Постепенно растительность сгнивала, вода испарялась, а соли оставались. Поскольку водно-коллоидные связи оставшейся пленочной воды прочны и могут выдержать большую нагрузку, то грунт не уплотнялся е ~ const (не доуплотнённый грунт) – наличие макропор (Макропоры увеличивают также большое количество землероев.)
Лесс имеет преимущественно такие характеристики. 1. g = 14…16 кН/м3. 2. W = 6…15 % (вода в виде пленочной влаги). 3. n = 45…55%. Большое наличие макропор в виде трубчатых канальцев Æ = 0.1 … 4 мм (преимущественно вертикальное положение).	Макроструктура лессового грунта

Предварительное замачивание лессовых грунтов

Увлажнённые зоны при замачивании грунтов сверху: а - В w < Н sl , б - В w > Н sl

Уплотняются нижние слои прос адо чной толщи. П редварительное замачивание обуславливает перевод толщи лессовых грунтов II типа в I тип грунтовых условий по просадочности. В основании сооружения укладывают песчаный слой (до 20 см); первые ряды блоков возводят в сухом котловане; в блоки закладываются трубы; производится боковая засыпка, затем в слой песка по трубам подается вода. Обжатие происходит интенсивно под весом сооружения и боковой засыпки. Осадки сооружения в строительный период не страшны и всегда могут быть легко выровнены.

Силикатизация грунтов

Применяют однорастворный метод (силикат натрия), поскольку лесс химически активен и cодержит в своем составе соли СаS04, способные создавать с жидким стеклом водонерастворимые соединения (известковисто-кремнеземистые новообразования).   Коэффициент фильтрации 0,2-2,0 м/с, Радиус закреплённого грунта 0,4-1,0 м, Прочность закрепленного грунта 1-5 МПа.

Раздел 1. Строительство на структурно-неустойчивых грунтах