Просадковість лесових ґрунтів

 

Леси та лесоподібні суглинки (супіски) – осадові гірські породи, складені з частинок пилуватих фракцій розміром від 0,002 мм до 0,05 мм (більше 50%). Найбільш характерною рисою лесових ґрунтів є їх висока пористість та наявність водорозчинних зв’язків між частинками. Тому цей тип ґрунтів відносять до структурно-нестійких. При дії навантаження та одночасному зволожуванні лесові ґрунти дають деформації (просідання), які мають швидкоплинний характер. Основні причини просадковості – руйнування структури ґрунту при зволоженні та винесення розчинних у воді солей.

Просідання лесових ґрунтів виникають як від навантаження споруд, так і від власної ваги ґрунту. Зволоження лесових ґрунтів, які є основами будинків і споруд, відбувається в результаті витоку води з водопровідно-каналізаційних трубопроводів, інтенсивної інфільтрації атмосферних опадів, обводнення територій промислових підприємств, підйому рівня підземної води на забудованих територіях.

За коефіцієнтом пористості лесові ґрунти підрозділяють на низькопористі ()та високопористі (е > 0,8). За характером впливу зволоження лесові ґрунти ділять на непросадкові ( < 0,01) та просадкові (). Тут - відносна просадковість, яка характеризується відношенням зменшення висоти зразка ґрунту в результаті його зволоження під навантаженням до висоти зразка в природних умовах.

Відносна просадковість ґрунту визначається за формулою

, (1.9)

де - висота зразка ґрунту природної вологості, обтисненого навантаженням р;

- висота зразка в водонасиченому стані, обтисненого навантаженням р;

- висота зразка природної вологості, обтисненого природним тиском на глибині ;

р - тиск, рівний сумі тисків від споруди та власної ваги ґрунту на заданій глибині .

При розрахунках просідання лесових ґрунтів використовують поняття початкового просадкового тиску . Це мінімальний тиск, при якому починають проявлятись просадкові властивості ґрунту в умовах його повного водонасичення.

За початковий просадковий тиск приймають:

- тиск, при якому відносна просадковість = 0,01 при випробуванні ґрунту в компресійному приладі;

- тиск, рівний межі пропорційній на графіку залежності “навантаження-осідання” в випробуваннях попередньо зволожених ґрунтів штампами в польових умовах;

- природний тиск на глибині, починаючи з якої відбувається просідання ґрунту від його власної ваги при зволоженні ґрунтів в дослідних котлованах.

Початковий просадковий тиск дозволяє оцінювати величину безпечного тиску під підошвою фундаменту та зробити вибір типу фундаменту з врахуванням можливого зволоження просадкових основ. Чим більше початковий просадковий тиск, тим міцніший ґрунт при зволоженні, тим менше просідання ґрунту при інших рівних умовах.

Можливе просідання в межах товщі, що стискається, відповідно до норм, обчислюють за формулою:

; (1.10)

де - відносна просадковість і-го шару, яка обчислюється при тиску , що діє посередині кожного шару;

- товщина і-го шару ґрунту;

- коефіцієнт умов роботи основи (при 12 м приймається =1 для всіх шарів ґрунту в межах зони просідання; при 3 м =0,5+1,5 , де - середня величина тиску під підошвою фундаменту;

- початковий просадковий тиск і-го шару;

- тиск, рівний 100 кПа;

при 3< <12 м коефіцієнт приймають за інтерполяцією між значеннями , одержаними при =3 м і =12 м;

- ширина підошви фундаменту.

В залежності від величини просідання товщі лесових ґрунтів при їх зволоженні під дією власної ваги ґрунту, відповідно до норм, виділяють два типи ґрунтових умов за просадковістю:

І тип – ґрунтові умови, в яких можливе просідання переважно за рахунок зовнішнього навантаження, а просідання ґрунту від власної ваги відсутнє або не перевищує 5 см.

ІІ тип – ґрунтові умови, в яких, окрім просідання ґрунтів від зовнішнього навантаження, можливе просідання їх від власної ваги. Величина просідання від власної ваги для даного типу більша за 5 см.

Вибір заходів з влаштування основ та фундаментів на просадкових ґрунтах виконують з урахуванням типу ґрунтових умов, виду можливого зволоження, розрахункової величини просідання, взаємозв’язку проектованих споруд з сусідніми, а також впливу комунікацій на майбутню споруду.

 

Лабораторна робота №4