Лекція 3 осідання і провали

Осіданням називають вертикальні зсуви (опускання) поверхні якої-небудь частини території, що виникають у результаті процесу ущільнення ґрунтів при їхньому замочуванні.

Провали виникають внаслідок утворення порожнеч у гірських породах при їхньому розчиненні підземними водами або в результаті проходки гірських вироблень.

Осідання спостерігаються в льосі і різних його видозмінах (льосових ґрунтах) у результаті їхнього замочування. У зв'язку із цим будинки і спорудження, вибудувані на льосі, при його зволоженні в результаті осідань значно деформуються і навіть руйнуються.

Таким чином, деформації будинків неминучі, якщо під час експлуатації їх внаслідок несправності санітарно-технічних пристроїв або з інших причин буде замочений льос під фундаментом.

Будівельна практика повна, особливо в тридцяті і на початку сорокових років, численними аваріями цивільних і промислових будинків і споруджень, зведених на льосових ґрунтах. Ю. М. Абелєв повідомляє про велике осідання (Д,4 я) домен, споруджених на льосі, що піддавався замочуванню, про перекіс високих димарів і інших аварій. Широко відомі численні деформації будинків різної поверховості.

Просадні явища в льосі різко проявляють себе на іригаційних каналах після першого пуску води Дослідження радянських учених дозволили розробити ряд протидеформаційних заходів для безаварійного будівництва на цих ґрунтах. Здійснення необхідного комплексу мір призвело до різкого зниження числа будинків, що піддавалася деформації.

Льосові ґрунти і їхні властивості

Льосові ґрунти широко поширені. Вони займають близько 15% суши із середньою потужністю шару 10 м. В окремих країнах льосом покриті величезні простори. Наприклад, у Китаї потужність льосу перевищує 100 м. У СРСР у республіках Середньої Азії, на Північному Кавказі, Закавказзі, Україні і ряді районів Східного і Західного Сибіру потужність льосу звичайно не перевищує 30 - 40 м. За даними Г. А. Мавлянова, у Середній Азії потужність льосу іноді досягає 100 м. Льос розвинений також у Західній Європі, Північній і Південній Америці

Льос являє собою м'який, борошнистий на дотик, пилуватий (часто макропористий) карбонатний суглинок світло-палевого, жовтого, іноді жовто-бурого і рідше сірувато - жовтого кольору. Прийнято відрізняти типовий льос від перевідкладених його видів (льосовидний суглинок, супісь і льосовидна глина). Всі види льосових відкладень називаються льосовими ґрунтами.

Льос відрізняється вертикальною або стовпчастою окремістю, тобто здатністю довго зберігати в стійкому положенні вертикальні укоси. Товща льосу однорідна і характеризується відсутністю шаруватості; тільки в деяких різновидах лесових ґрунтів може бути замічена шаруватість.

Своєрідний гранулометричний склад льосу. Він характеризується високим змістом (70 - 85%) пилуватих часток (0,05 - 0,005 мм), причому фракція великого пилу (0,05 - 0,01 мм) може переважати. Число піщаних часток (> 0,05 мм) звичайно не вище 10%, а глинистих (< 0,005 мм) не більше 10 - 14%. У льосовидних суглинках число глинистих часток може досягати 20 - 25% за рахунок зменшення числа пилуватих часток.

Характерною рисою лесових ґрунтів є їхня висока пористість: звичайно вона дорівнює 44-55%, а в окремих випадках досягає 58 - 62%. Крім загальної високої пористості, для льосу характерна наявність макропор, тобто великих пор, добре видимих неозброєним оком, у вигляді вертикальних каналів, стінки яких покриті карбонатами. И. И. Трофимов спостерігав у середньоазіатському льосі макропори у вигляді похилих і навіть горизонтальних каналів. Крім звичайних пор і макропор, у верхніх шарах льосу можна зустріти великі порожнечі - ходи землерийок, заповнені ґрунтом.

Природна вологість льосу звичайно дорівнює 7 - 12% з можливістю збільшення до 20 - 23%. Пластичність льосу, як і кут внутрішнього тертя, звичайно коливається в незначних межах, а саме границя пластичності 16 - 17, границя текучості 26 - 28, число пластичності 10 - 12 і кут внутрішнього тертя 17 - 26°.

Питання про походження льосу дотепер залишається спірним. Є ряд гіпотез, що пояснюють походження льосу; головні з них золова, водно-льодовикова і пролювіальна.

Згідно золовій гіпотезі, льос утворився шляхом переносу вітром пилу з пустель або розвіювання моренних і зандрових відкладень.

Прихильники водно-льодовикової гіпотези виходять із припущення, що потоки поталих льодовикових вод переносили частки пилу і відкладали їх, утворивши надалі льос.

Пролювіальна гіпотеза базується на можливості переносу часток пилу водою гірських потоків.

У зв'язку з величезною площею поширення льосу варто вважати, що він не міг утворитися яким-небудь одним шляхом.

Просадність

Під поняттям просідання у цей час розуміють, по Н. Я Денисову, перехід ґрунтів з недоущільненого стану в стан нормальної для даного природного тиску (напруженого стану) щільності під впливом зволоження.

Це явище спостерігається головним чином у льосових ґрунтів, але, мабуть, і інші суглинки можуть реагувати на зволоження у вигляді осідань.

П ричиною осідання, як вказувалося вище, варто вважати невідповідність "між щільністю і міцністю. Звичайно, за інших рівних умов, щільність глинистих ґрунтів визначає їхня міцність Для льосових грантів характерна значна міцність у малозволоженому стані, не відповідної їхньої щільності (рис 105), що виник у результаті зчеплення зміцнення, тобто появи структурних зв'язків між частками, у період, коли необхідна щільність ще не була досягнута.

При зволоженні в результаті фізичної дії води (розклинювальна дія тонких плівок зв'язаної води) порушуються структурні зв'язки і число часток в одиниці об'єму збільшується, тобто вони укладаються більш щільно.

На мал. 105 показані дві криві стиску - верхня - сухого льосового ґрунту, тобто недоущільненого, і нижня - зволоженого, де щільність відповідає природному тиску. Крива стиску в природному стані може розташуватися тільки між цими кривими (при відсутності набрякання). Чим така крива ближче до нижній кривій, тим менш просаджується груш і, навпаки, чим ближче до верхнього, тим більшою буде просадка ґрунту при замочуванні.

Рис 105 Криві стиски льосових ґрунтів 1—маловологого, недоущільненого ґрунту, 2-насиченого, доущільненого ґрунту; 3-зона можливих осідань

Тому реагування лесових ґрунтів на замочування повинне бути різним залежно від умов їхнього утворення, тривалості впливу вологи, потужності товщі й ін. Тут представляється можливим виділити такі типи лесових ґрунтів:

I тип - при замочуванні деформуються від власної ваги (просадні леси);

II тип - при замочуванні просідають (у вигляді великого додаткового осідання) лише при наявності пригрузки від спорудження;

III тип - при замочуванні просідають (у вигляді невеликої поповнюючої осадки) при наявності пригрузки від спорудження. Іноді (при малих навантаженнях) попередньо набухають;

IV тип - не реагує на замочування (стійкої структури).

Просадні леси широко поширені в Середній Азії на іригаційних каналах, де. за даними Г. А. Мавлянова, величина осідань досягає 2,5—3 м, деформуючи смугу шириною 20 м. В. С. Гвоздьов описав просадні явища на Кабардинському каналі, де осідання спостерігалися від декількох сантиметрів до 1—2, а іноді й 3 м, деформуючи смугу шириною до 80 ж і довжиною до 1 км.

Лесові ґрунти II типу при замочуванні не просідають доти, поки не будуть навантажені додатковим тиском, після чого утвориться (іноді в 10-20 разів більше нормальної) додаткове осідання. Леси цього типу ущільнюються при замочуванні тільки під спорудженнями.

Для лесових ґрунтів з відносно слабким реагуванням на замочування, іноді з попереднім набряканням при малих навантаженнях, характерно значний вміст глинистих часток (III тип). Перебуваючи в слабко ущільненому стані, глинисті частки набухають, відбувається невелике підняття поверхні, а потім з ростом навантаження - осідання.

Зі сказаного вище випливає, що лес, що постійно залягає нижче ґрунтових вод, піддався ущільненню й позбавлений просідаючих властивостей (IV тип).

Звичайно слідом за зволоженням через кілька годин, а частіше через 2-3 доби починається процес деформації. По припиненні зволоження деформації загасають Відомі досить рідкісні випадки, коли деформації починаються тільки через кілька тижнів після зволоження

Швидка поява деформацій слідом за зволоженням вказує на те, що дія води є чисто фізичним, а не хімічним, тому що для розчинення солей, що цементують частки лесових ґрунтів, необхідно тривалий час. Тільки при безперервному замочуванні лесових ґрунтів водою з іригаційних каналів може відбуватися процес хімічної дії води.

Досвіди із замочуванням товщі лесових ґрунтів, зроблені в Нікополі (В. И. Кіл і П. Д. Асянин), а також в Херсоні (А. А. Григорян), дали досить цікаві результати. Так, у Нікополі, де потужність лесових ґрунтів досягає 32 м і через спеціальні свердловини було залито 10,4 м³ води на 1 м² площі досліджуваної ділянки. Після цього почалася осідання товщі, що досягла в центрі досвідченої ділянки (30x30м) 1050 мм, а в кутах - 600 мм. Важливо відзначити, що осідання, за геодезичними спостереженнями, протікала за рахунок доущільнення головним чином нижніх шарів, що залягають глибше 6—9 м, причому деформації поширювалися в сторони від ділянки на 19—26 м Це підтвердило вказівки М. Н. Гольдштейна про те, що в процесі осідання спостерігаються також і бічні зсуви ґрунту. У Херсоні, де потужність просадних ґрунтів досягає 14 м, при замочуванні на досвідченій ділянці, після пропуску 6 м³ води на 1 м² площі почалося осідання на глибині від 8 до14 м.

Таке ж явище спостерігалося й у Запоріжжя при дослідах із замочуванням лесових ґрунтів у основі великопанельного будинку. І в цьому випадку осідання спостерігалося головним чином на глибині понад 12 м.

Важливо підкреслити, що верхня частина товщі до глибини 6—9 м і більше недоущільнювалися при замочуванні. Це дозволяє зробити висновок про одно- і двох'ярусні будови льосових товщі, як показано на мал. 106.

б

Рис. 2. Схема будови товщі лесових

ґрунтів:

а) двох'ярусна будівля; б) одноярусна будівля;

1. область у межах стислої під фундаментами зони, де відбувається додаткове осідання в результаті змочування; 2—непросідаючий ґрунт; 3-просадний ґрунт.

Лесові ґрунти, що складають верхню частину товщі, внаслідок зволоження атмосферними опадами, що випадають, при природному тиску доущільнилися і втратили просадні властивості (див. рис. 2а верхній ярус), але в нижній ярус атмосферні опади не проникнули, і тому ґрунти зберегли недоущільнений стан, тобто є просадними.

Для двох'ярусної товщі лесових ґрунтів характерна більша її потужність (порядку 14—20 м). Широко поширені також лесові ґрунти одноярусної будови (див. мал. 26), складені тільки непросадні ґрунтами потужністю 8—10 м. У тому випадку, коли зводиться будинок, тобто з'являється додатковий тиск, що перевищує природне, під фундаментом при зволожені ґрунтів у стиснутій зоні будуть мати місце осідання. Це явище характерно як для одно- так і для двох'ярусної будови лесової товщі.

Методи оцінки просідання лесових ґрунтів

Прогноз можливого реагування на замочування товщ лесових ґрунтів у місцях, де проектується будівництво будинків і споруджень, має велике значення, оскільки дозволяє визначити характер просідання й спеціальні міри для усунення можливості появи деформацій.

Просідання можна визначити прямим або косвеним шляхом. Якісна оцінка просідання лесових ґрунтів (непряма) може бути дана, виходячи з величини пористості (чим більше пористість, тим більше можливість утворення просідання), вологості (сухі й малозволожені ґрунти просідають , а високозволожені - не просідають ), потужності (чим більше потужність товщі лесових ґрунтів над рівнем ґрунтових вод, тим вище можливість осідання, головним чином, за рахунок до ущільнення нижніх шарів) і умов залягання (за інших рівних умов ґрунти вододілів звичайно більше просаджені, ніж ґрунти, що залягають у знижених місцях).

Для якісної оцінки просідання можна користуватися показником ущільнення Н. Я. Денисова

де k-показник ущільнення; Wт — границя текучості, %;γ_ул - питома вага ґрунту;

ε - коефіцієнт пористості при природній вологості.

При значенні k~> 1 ґрунт не просадочний , а в межах значення 0,5<k<0,75 — просадочний.

До прямих методів визначення величини й характеру осідання відносять: замочування товщі лесових ґрунтів на дослідних ділянках ділянках, а також досліди зі статичним навантаженням штампів і зволоженням ґрунтів. Однак проведення таких дослідів досить складно через їхню тривалість, трудомісткості й високій вартості, тому широке поширення одержав лабораторний спосіб визначення просідання по кривих стиску (компресійним кривим), запропонований Ю. М. Абелевым і Р. А. Токар.

Цей спосіб заснований на порівнянні пористості ґрунту природною вологістю й зволоженого ґрунту при незмінному тиску. Однак результати цього способу визначення просадочності певною мірою умовна, тому що в компресійній установці процес деформацій при осіданні повністю не моделюється.

Для оцінки просадності запропонована величина відносного просідання:

де д_UP -величина відносного просідання;

h₁, - висота зразка ґрунту природної вологості, обтиснутого реальним тиском Р_р ;

h₂ - висота зразка ґрунту після пропуску через нього води при тому самому реальному тиску;

h₀-висота зразка ґрунту природної вологості, обтиснутого тиском, рівним природному.

Реальний тиск, при якому варто визначати величину відносного просідання, визначається з рівняння:

де Р_Z -тиск від ваги спорудження на глибині z, рівне

де: а-коефіцієнт, що залежить від форми фундаменту;

Р—тиск на ґрунт під підошвою фундаменту, Р_быт - природний тиск ґрунту за оцінкою закладення підошви фундаменту;

Р_пр –природній тиск (вага вище лежачого ґрунту) на глибині, z.

Якщо значення 6_ін > 0,01 (або 1 %), то ґрунти рекомендується відносити до просадного (по СНиП П-Б.2—62), а при д_пр < 0,01-до непросадним. Більше виправдане граничне значення д_пр < 0,02

Для одержання вихідних даних для обчислення 6_ін з моноліту лесових ґрунтів непорушеної структури вирізьблюються спеціальним кільцем два циліндри діаметром 82 мм і висотою 20 мм кожний, установлюються в компресійні прилади й обжимаються послідовно тиском в 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 х 10² Н/м².

Для кожного стулення навантаження встановлюють за допомогою індикатора повне осідання. Один із циліндрів ґрунту випробовується увесь час при природній вологості, а другий - при безперервному зволожені.

Такий спосіб дозволяє визначити значення h₁ і h ₂ для будь-якого тиску в прийнятому діапазоні. Крім цього, обчислюють значення. коефіцієнта пористості для кожного тиску при ґрунті природної вологості й зволоженому ґрунті, що дозволяє побудувати дві криві, як показано на рис. 3.

Численні визначення 6_ін лесових ґрунтів дозволяє встановити залежність цієї величини від тиску. Характерні дані наведені в табл. 26.

Рис. 3. Криві стиски лесу:

1-льос природної вологості; 2 - льос при безперервному насиченні водою.

Важливо відзначити, що при малих тисках лесові ґрунти звичайно не реагують на замочування. Можливу величину осідання в межах всієї товщі рекомендується (Снип П-Б.2-62) визначати по формулі

де S-можлива сумарна величина осідання;

σ_np - відносна просадність кожного шару;

Hi - потужність шаруючи;

п - число шарів, що обжимають.

Результати підрахунків величини можливого осідання звичайно розходяться зі спостережуваними в натурі.

Міри, що забезпечують стійкість споруджень, побудованих на просадних лесових ґрунтах

Для забезпечення стійкості будинків і споруджень, побудованих на просадних ґрунтах, повинні бути здійснені спеціальні заходи, вибір яких залежить від потужності просадної товщі і її будови (одне- або двох'ярусного), глибини залягання просадних шарів, характеру й величини осідання, конструктивних особливостей і цільового призначення будинків і споруджень (суха або мокра технологія), наявності поблизу вже зведених об'єктів.

На вибір таких мір впливають також установлені терміни будівництва, порівняння вартості різних варіантів пристосування будинків до просадних ґрунтів і наявність необхідних механізмів і матеріалів.

У цей час при будівництві на лесових просадних ґрунтах ці заходи зводяться до таких напрямків:

I. Приведення тиску на ґрунти від ваги будинків і споруджень у відповідність із міцносними властивостями замочених лесових ґрунтів.

II. Прорізка просадної товщі.

III. Зміцнення й ущільнення ґрунтів.

IV. Запобігання від замочування основи.

V. Пристосування конструкцій будинків і споруджень до можливих нерівномірних опадів.

Найчастіше доводиться прибігати до комбінації рядів заходів.

Крім того, Н. Я. Денисов рекомендує влаштовувати в підставі ґрунтові подушки для розсіювання напруг і спеціальні канали для аерації ґрунтів. Ґрунтові подушки потужністю 1,5—2,0 м створюються шляхом пошарової (20—25 див) укочення при оптимальній вологості (вологість межі пластичності) вийнятого раніше льосового ґрунту. Ґрунт варто ущільнити до об'ємної ваги 1,63 г/см³ кістяка.

Очевидно, що при одноярусній будові льосових ґрунтів такі заходи будуть досить ефективні. При двох'ярусній будові товщі, якщо буде допущене замочування нижніх просадних шарів, опускання всього масиву разом з будинком буде неминучим. Однак при будівництві житлових будинків, якщо є канали для аерації ґрунтів, важко очікувати більших втрат води з різних водних комунікацій для того, щоб вода просочилася на більшу глибину.

Прорізка просадної товщі може бути здійснена шляхом передачі тиску від ваги спорудження на нижчележачі непросадні ґрунти. Найкраще це можна здійснити шляхом використання пальових фундаментів (залізобетонні забивні палі). Тому що тертя по бічній поверхні паль у межах льосових ґрунтів не повинне враховуватися, то глибина їхнього занурення в непросадні ґрунти буде значною. Тому такий спосіб буде раціональним лише при порівняно невеликій потужності просадних ґрунтів.

Зміцнення й ущільнення льосових ґрунтів може бути досягнуто рядом заходів і насамперед попереднім замочуванням, силікатизацією, випалом, механічним ущільненням і глинизацією.

Попереднє замочування товщі льосових ґрунтів є ефективним способом усунення просадовості тільки при двох'ярусній будові товщі, тобто коли просадні ґрунти залягають на значній глибині й вага вищележачої товщі (природний тиск) достатній, щоб при замочуванні відбулося доущільнення ґрунту.

Для цього виробляється буріння свердловин по правильній сітці, причому свердловини заповнюються фільтруючим матеріалом (крупний пісок, гравій, гранульований шлак та ін.). Потім у свердловини безупинно заливається вода до повного ущільнення товщі, що перевіряється геодезичними спостереженнями. Тривалість таких робіт може досягати для території якого-небудь підприємства 6-8 місяців.

Такий спосіб ущільнення льосових ґрунтів може застосовуватися тільки на ділянках, де немає раніше вибудуваних споруджень, тому що в процесі ущільнення ґрунтів ці спорудження можуть бути деформовані.

Метод закріплення льосу шляхом силікатизації, розроблений В. В. Аскалоновим, полягає в тім, що через спеціальні ін’єктори в ґрунт нагнітається під тиском 2—3 атм розчин рідкого скла (силікат натрію) з питомою вагою 1,13—1,15. Нагнітання розчину виробляється гідравлічним насосом типу «Червоний смолоскип» (продуктивність 10 л/хв і тиск до 30 атм) по зонам-заходкам зверху вниз. Розташовуючи ін’єктори з урахуванням радіуса закріплення (0,5— 0,8 м), можна утворити закріплений масив льосу (Рис. 4).

Міцність порід, закріплених таким способом, поступово підвищується і протягом 30 діб досягає опору стиску 6-8 х 10⁵ Н/м², причому порода стає водостійкою. Льос, оброблений розчином рідкого скла, у воді не знижує своєї міцності, але змінне зволоження (просихання і зволоження) викликало в лабораторних умовах руйнування ґрунту. Силікатизація льосу застосовувалася при будівництві високих димарів, а також для закріплення льосової основи Одеського оперного театру.

Для закріплення вологих лесових ґрунтів з малим значенням коефіцієнта фільтрації за пропозицією А. А. Акімова застосовується метод електросилікатизації. На додаток до звичайного методу силікатизації до ін’єкторів і до окремих металевих стрижнів (електродів), що забивають у ґрунт між ін’єкторами, підключається постійний струм силою 10 А від електрозварювального апарата, що сприяє якнайшвидшому видаленню вологи і заповненню пор рідким склом.

Рис 4 Схема розташування инъек-

торів при силікатизації лесових

ґрунтів по В. В. Аскалонову.

Метод випалу, або термічний спосіб зміцнення льосу, був запропонований в 1934 р. Н. А. Осташевим. Льос обпікався в свердловині струменем гарячого (600—800°) повітря, після чого зразки його ставали водостійкими. В 1947 р. И. М. Литвинов, Ф. А. Біляків і П. К Черкасов розробили новий термохімічний спосіб випалу льосів, що відрізняється від першого, тим, що в товщі ґрунту (у герметично закритих свердловинах) спалюється при надлишковому робочому тиску 0,15— 0,5 атм тверде, рідке або газоподібне пальне з регулюванням температури і навіть хімічного складу продуктів горіння. Після випалу свердловина заповнюється трамбованим льосом. У результаті досягається зміцнення ґрунту за схемою, показаною на Рис. 4.

Рис. 4. Схеуа установки для термічного закріплення льосу по И. М. Литвинову:

I-компресор; 2-трубопровід холодного повітря; 3-ємність для рідкого пального; 4-фільтр; 5-насос для подачі пального під тиском у шпару; 6-трубопровід для проведення пального; 7-форсунка; 8-затвор з камерою згоряння; 9-зона закріпленого ґрунту при тиску в свердловині; 10-свердловина; 11-зона закріпленого ґрунту при тиску в свердловині; 1 2—не просадний ґрунт; 13— просадний лес.

Обпалюючи ґрунт через свердловини, пробурені з урахуванням радіуса випалу, можна утворити закріплений масив водостійкого цеглоподібного ґрунту. И. М. Литвинов повідомляє про закріплення таким способом лесу потужністю 7—8 м під фундаментами баштової частини двох восьмиповерхових житлових будинків. Як паливо використалося солярне масло. Діаметр свердловин був 100 мм. Цикл випалу в свердловині тривав 7 діб, протягом яких було витрачено 700 кг пального (100 кг на 1 пог. м) і 25—30 м³ повітря на 1 кг палива, що витрачався.

Кількість повітря в свердловину подається в 2,5—3 рази більше мінімально необхідного для повного згоряння палива (приблизно 10—40 м³/год на 1 пог. м свердловини) з надлишковим тиском 0,15 - 0,5 ати, що дозволяє регулювати температуру усередині свердловини (не вище 1100-1200°) і збільшує зону випалу.

И. М. Литвинов вказує, що однією свердловиною діаметром 10—20 см протягом 5—10 діб можна закріпити масив ґрунту потужністю 10 м і діаметром 1,5- 2,5 м.

Механічне ущільнення лесу запропонував Ю. М. Абелев, що розробив поверхневе ущільнення для малоповерхових будинків і глибинне ущільнення для багатоповерхових і промислових будинків та споруджень. Поверхневе ущільнення Ю. М. Абелев рекомендує здійснювати шляхом трамбування спеціальними пристроями.

Трамбівка це конструкція вагою не менш l,5 - 2,5 т виготовляються з бетону марки 200 і являє собою усічений конус діаметром1 0,75-2 м з армованою основою й піддоном з листової сталі товщиною 10-12 мм. У нижній третині трамбівки укладається металобрухт. Така трамбівка підвішується до крана з лебідкою вантажопідйомністю не менш 3 т скидаються з висоти 3,5— 4,0 м.

Ю. М. Абелев указує, що при ущільненні лесових ґрунтів у Грозному, Запоріжжі й на інших будівництвах зниження відмітки дна котловану від поверхневого ущільнення досягало 0,2—0,4 м при початковій пористості 42—47%. Трамбування ґрунту буває найбільш успішним при оптимальній вологості, рівної межі пластичності W_p. При меншій природній вологості лесу необхідно зволожити його в межах ущільненого шару, після чого можна через добу приступитися до трамбування.

Для досягнення потрібного ущільнення необхідно зробити 5—10 ударів трамбуванням. межу ущільнення можна вважати досягнутою, коли величина зниження дна від одного удару не перевищує 1см. За зміну по цьому способі можна втрамбувати 50—100 м².

Глибинне ущільнення, запропонована й розроблена Ю. М. Абелевим, досягається шляхом забивання в ґрунт інвентарних паль, що представляють собою металеві труби діаметром 40 см; палі забивають у шаховому порядку на відстані одна від іншої, приблизно рівним двом-трьом діаметрам палі (уточнюється розрахунком). Після витягування паль порожнини заповнюються окремими порціями чистого лесового ґрунту й щільно трамбуються цигаркоподібною трамбівкою вагою 250— 300 кг. Льос, що підлягає ущільненню, повинен мати вологість не менш межі пластичності. Якщо природна вологість льосу менше, те необхідно перед ущільненням замочити котлован, підвищивши вологість ґрунту до зазначеного значення.

Великим недоліком методу ущільнення льосових ґрунтів важкими трамбуваннями і ґрунтовими палями варто вважати сезонність, тобто залежність від кліматичних умов. Ущільнення може бути успішним лише в суху пору року, коли вологість ґрунту менше оптимальної. У дощовий час, коли вологість ґрунту вище оптимальної, ущільнення не може бути досягнуто. У зимовий час такі роботи взагалі не можна проводити.

Глинизація як засіб закріплення льосових ґрунтів була запропонована В. Н. Голубковим і В. С. Шеховцевим. Сутність цього способу зводиться до ін'єкції в ґрунт під тиском водної суспензії бентонітової або суббентонитової глини (глини зі змістом монтмориллоніта не менш 60%).

Глинисті суспензії заповнюють проміжки в макро- і мікроструктурі льосових ґрунтів і підсилюють зв'язку між частками, тим самим усуваючи можливість утворення осідань. Шляхом глинизації можна закріпити ґрунти з коефіцієнтом фільтрації від 0,1 до 2,0 м/добу і пористістю більше 43%.

Глинизація здійснюється через ін’єктори (радіус глинизації 0,3—0,7 м) шляхом нагнітання суспензії по заходках зверху вниз таким чином, щоб одержати під фундаментом закріплені ділянки в межах стисливої зони. Питома вага суспензії може коливатися від 1,08 до 1,16. Нагнітання повинне вироблятися під тиском 1,5—1,8 атм через ін’єктори, розташовувані під кутом 15—20° до вертикалі.

Захист основи від замочування повинне забезпечуватися шляхом планування території, належного компонування генеральних планів промислових підприємств і населених пунктів, особливим пристроєм водоводів і підлог у підвалах або в приміщеннях з розливом води.

Замочування льосової основи будинків і споруджень можливо внаслідок випадання атмосферних опадів, витоків з водопровідних, каналізаційних і теплофікаційних магістралей, пожежних резервуарів, а також втрат виробничих вод. Відвід атмосферних опадів, що випадають, від забудованого району, у тому числі з покрівель, легко здійснити за допомогою продуманої системи планування і зливової каналізації, а також пристрою навколо будинків вимощень, ув'язаних із загальним плануванням території.

Різні водоводи повинні бути герметичні і віднесені від обріза фундаменту будинків на 5—15 м. При неможливості витримати такі відстані водоводи варто укладати в спеціальні канали. Для каналізації найкраще застосовувати довгомірні труби діаметром не менше 150 мм.

В котельнях, пральнях і душових, розташовуваних у підвалах, а також у промислових цехах з розливом води необхідно забезпечити водонепроникність підлог. Це досягається різними шляхами. Пристосування конструкцій будинків і споруджень до можливих нерівномірних опадів здійснюється (по СНиП П-Б.2-62) шляхом:

а) розрізки будинків осадочними швами;

б) пристрою в збірних конструкціях міцних стиків і армованих поясів;

в) збільшення розмірів площ обпирання елементів конструкцій;

г) пристрою пристосувань для рихтування окремих елементів конструкцій;

д) призначення таких конструкцій фундаментів, стін і інших елементів будинків, які відповідають умовам будівництва на просадних ґрунтах.

На льосових ґрунтах рекомендується проектувати фундаменти стрічкові монолітні, закладаючи їх на глибину не менше 1 м. При збірних фундаментах і стінах підвалу варто укладати поверх блоків монолітний залізобетонний пояс. Застосування стовпових фундаментів під стіни не допускається, але фундаментні черевики під колони можуть застосовуватися. Для запобігання скупчення вологи під фундаментом забороняється влаштовувати піщані або з іншого фільтруючого матеріалу подушки.

Особливу увагу варто звернути на високу якість будівельних робіт взагалі і різних водоводів зокрема. Надзвичайно важливе ретельне закладення льосовим ґрунтом усіляких зазорів між фундаментом і стінами котловану шляхом пошарового трамбування при оптимальній вологості.

У деяких проектних і будівельних організаціях чомусь побоюються природно зволоженого льосу. Тим часом зволожені льосові породи незрівнянно менш небезпечні, чим сухі. Відомо, що повне осідання S спорудження, зведеного на лесових ґрунтах, складається зі звичайного нормального осідання S_H і додаткового осідання від замочування S_дoп:

Чим сухіше льос, тим менше значення S_H , a S_дoп може бути в багато разів більше в результаті зволоження. При будівництві на вологому льосі значення нормального осідання S_H буде максимальним і осаду закінчиться в основному одночасно із завершенням будівельних робіт, а S_дoп не буде мати місця або буде незначною. Тому будівництво на вологому льосі можливе і безпечне. Однак, чим вище вологість льосу, тим більше буде величина нормального осідання будинків.

Розглянуті вище заходи в тім або іншім сполученні можуть забезпечити, при розумному їхньому застосуванні, стійкість будинків і споруджень, споруджуваних на льосових просадних ґрунтах. Насамперед необхідно розрізняти будинки і спорудження без мокрої технології, тобто житлові, суспільні будинки, фабрики і заводи, де немає постійного розливу води. Для цих об'єктів недоцільно передбачати які-небудь міри усунення просадовості можна обмежитися прийняттям тиску на ґрунт, що відповідає міцності мокрої льосової основи (але не сухого), пристроєм ґрунтових подушок, вентиляційних каналів і захистом льосової основи від замочування. Таке рішення питання буде вірним для тих районів, де льосові ґрунти мають одноярусну будову.

У тих випадках, коли зводяться будинки і спорудження з мокрою технологією, тобто з постійним розливом води (пральні, лазні, хімічні, металургійні, коксохімічні заводи і ін.), необхідно усувати просадовіоть.

Тут варто розрізняти райони з одно- і двохярусною будовою товщі лесових ґрунтів. При одноярусній будові можна обмежитися ущільненням товщі в межах обжатої зони, що, або прорізкою цієї зони пальовим фундаментом; іноді може виявитися можливим застосувати випал або силікатизацію. При двох'ярусній будові товщі потрібно закріплювати тільки нижню (просадну) частину ґрунтів, що звичайно залягає на глибині від 8—10 до 14—20 м. Це визначає високу вартість і труднощі силікатизації, випалу і застосування ґрунтових паль, тому що необхідно повністю закріпити всю просадну товщу, а не тільки верхню її частину.

Найбільш розумним у таких умовах було б удатися до попереднього замочування просадної частини товщі лесових ґрунтів, якщо поблизу немає вже зведених будинків.

При ліквідації наслідків аварій від осідань яких-небудь частин будинків варто застосовувати силікатизацію або випал, а для ліквідації крену можна робити замочування ґрунту підстави в непросівшій частини.

Зведення великопанельних будинків на просадних ґрунтах можливо, якщо буде забезпечене виконання наступних умов:

а) загальна просторова твердість коробки;

б) тиск на ґрунт не вище 1,0—1,25х10⁵ н/м²;

в) пристрій ґрунтової подушки для розсіювання напруг товщиною не менше 1,5—2,0 м;

г) аерація ґрунту основи,

д) захист від зволоження ґрунтів основи.

Найбільше .важливою умовою, що забезпечує стійкість будинків і споруджень, споруджуваних на льосових ґрунтах, є висока якість робіт.