3.10. Просадочные явления в лёссовых макропористых грунтах

Лёссовые грунты занимают большие площади на земной поверхности с толщиной от нескольких до десятков и даже более 100 м. Представлены суглинками, реже – супесями палевой, палево-желтой или желто-бурой окраски. Для лёссов характерны: однородность, вертикальность откосов в сухом состоянии, быстрая размокаемость в воде, высокая пылеватость (фракции 0,05 – 0,005 мм – более 50 %), малая природная влажность (до 15 – 17 %); пористость более 40 %, сеть крупных и мелких пор, высокая карбонатность, засоление легко водорастворимыми солями. Лёссы имеют фильтрационную анизотропность: водопроницаемость по вертикали в десятки раз больше, чем по горизонтали. Изменение их влажности сильно сказывается на сжимаемости, просадочности и сопротивлении сдвигу. По влиянию увлажнения лёссы различают: просадочные и непросадочные. Непросадочные лёссовидные грунты свойственны пониженному рельефу с сильным обводнением, что характерно Беларуси.

Просадка обусловлена воздействием воды на структуру с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самого грунта и вместе с объектом, приводит к опусканию поверхности земли и деформациям зданий и сооружений (рис. 46).

Рис. 46. Пример деформации здания над лёссовой толщей: 1 – здание; 2 – грунты просадочные; 3 – то же, непросадочные; 4 – грунтовая вода; 5 – глина (водоупор); 6 – участок, где возникла просадка

Величина просадки может достигать десятков сантиметров. Когда структура лёссов разрушается после водонасыщения за счет собственного веса и нагрузки от объекта - это лёссы I типа по просадочности. Лёссы II типа разрушаются при водонасыщении только под собственным весом.

Тип просадочности (I или II) устанавливают точнее в полевых условиях замачиванием лёссовых толщ в опытных котлованах.

Строительство на лёссовых просадочных грунтах. Лёссовые грунты природной влажности и ненарушенной структуры достаточно устойчивы, но при увлажнении возможно проявление просадки с возникновением деформаций зданий и сооружений.

Наибольший эффект борьбы с просадочностью достигается при комбинировании 2 – 3 различных мероприятий, которые подразделяют на: водозащитные; конструктивные; устраняющие просадочные свойства грунтов.

Водозащитные меры включают планировку строительных площадок для отвода поверхностных вод, гидроизоляцию поверхности земли, предохранение зданий от утечек воды из водопроводов, устройство водонепроницаемых полов, покрытий, отмосток и т.д.

Конструктивные меры приспосабливают объекты к неравномерным осадкам, повышают жесткость стен и прочность стыков, армируют здания поясами, применяют свайные или уширенные фундаменты с давлением на грунт меньше начального просадочного. Маломощные просадочные грунты прорезают сваями.

Методы устранения просадочности грунтов за счет улучшения их свойств подразделяют на две группы;

Механические методы преобразуют грунты поверхностным уплотнением трамбовкой, замачиванием. В глубине толщи уплотняют пробивкой скважин с заполнением песком или известью, опрессовкой цементным раствором, взрывами кумулятивных малых зарядов ВВ в скважинах. Применяют песчаные и грунтовые подушки, грунтоцементные опоры.

Физико-химические способы (обжиг грунтов через скважины, силикатизация, цементация, глинизация) не дают должного эффекта, поскольку пропитка лёсса невозможна. Подтверждением тому является силикатизация лёсса в основании Одесского оперного театра. Здесь всё-таки пришлось пересаживать существующие фундаменты на ростверки с буроинъекционными сваями.