Просадочность – это механическое свойство грунта уменьшаться в объеме после увлажнения под действием собственного веса или при незначительной внешней нагрузке. Оно характерно для лёссов, лёссовидных супесей, глин и суглинков. При определенных условиях просадочность наблюдается также в пылеватых песках и мерзлых грунтах.
Эта характеристика материала существенно затрудняет строительство.
Просадочные грунты могут спровоцировать:
- Неравномерную усадку зданий, из-за которой появляются перекосы и трещины на стенах и фундаментах
- Перекос свай и опор
- Полное разрушение фундаментов строений и зданий
- Разрушение дорожного полотна (появление глубоких ям на дорогах)
- Разрушение насыпей
- Появление оврагов и ям в полях и огородах
Строительство на участках с просадочными грунтами требует дополнительных затрат на укрепление или замену грунта, гидроизоляцию и дренаж. А бывает и так, что любое строительство на просадочных грунтах в принципе невозможно.
О причинах и механизмах просадочности мы расскажем в этой статье.
Итак, просадочность наблюдается только в определенном типе грунтов с высоким содержанием пылевидных частиц. Такую группу грунтов иногда объединяют под единым названием – пылеватые.
К пылеватым грунтам относятся:
- Лёссы
Больше 50% зерен имеют диаметр 0,01-0,05 мм, до 16% составляют глинистые частицы с размерами меньше 0,001 мм, встречаются единичные включения песка с диаметром больше 0,25 мм. Грунт макропористый, богатый карбонатами. - Лёссовидные грунты (суглинки, супеси, глины)
В них частицы с размерами от 0,01 мм до 0,001 мм составляют более 50%. Остальная часть представлена глиной и песком. В лёссовидных супесях больше песчаных зерен. В лёссовидных суглинках количество песчаных и глинистых частиц приблизительно одинаковое. В лёссовидных глинах преобладают частицы с размерами меньше 0,001 мм.
Лёссы и лёссовидные грунты распространены на юге Европейской части России, в Западной Сибири, Якутии, Поволжье, Закавказье. Толщина их массивов достигает 5-10 м, в некоторых регионах доходит до 30-50 м. В предгорьях Кавказа и Средней Азии встречаются лёссовые массивы толщиной 100-130 м.
Кроме того, просадочность может наблюдаться в тонких и пылеватых песках. Но в этих случаях она провялятся только под воздействием вибрации, способствующей более компактной укладке частиц.
Мерзлые грунты проседают после оттаивания. Вода в жидком состоянии занимает меньший объем, чем в твердом. Поэтому при дополнительном увлажнении грунт резко сжимается.
Причины просадочности
Просадочность лёссовидных грунтов связана с их строением.
Больше всего на эту характеристику влияют:
- Высокая пористость
Этот показатель достигает 40-55%, в некоторых грунтах доходит до 65%. Преобладают макропоры с диаметром больше 1 мм, некоторые из них хорошо просматриваются невооруженным взглядом. При увлажнении пустые пространства быстро заполняются водой, что увеличивает просадочность грунта. - Низкая плотность
Показатель общей плотности – от 1330 до 2030 кг/м3, скелета – от 1100 до 1800 кг/м3. Лёссовые грунты находятся в недоуплотненном состоянии. - Строение микроагрегатов
Большинство зерен лёссовидного грунта находятся в агрегированном состоянии (соединены между собой в мелкие комки – агрегаты). В центре каждого агрегата находится крупная пылевидная частица, вокруг которой образуется оболочка из кальцитов. Внешняя стенка покрыта глинистыми минералами и микрочастицами. Структура агрегатов неустойчивая, они быстро размываются водой. - Наличие растворимых солей
В лёссовых грунтах много солей кальция, также встречаются сульфаты натрия и магния, хлориды. Эти соли выступают связующим звеном между частицами и агрегатами. При растворении в воде связи ослабевают. Просадочность увеличивается, если в грунте преобладают соли магния и кальция. В лёссах таких соединений бывает до 90%. - Низкая влажность
В условиях естественного залегания она не превышает 15-20%. Влажность несколько выше в северных регионах и совсем низкая на юге (в Средней Азии, Закавказье). - Быстрое поднятие грунтовых вод
При естественном затоплении лёссовых массивов (после интенсивных дождей или таяния снега) вода из верхних горизонтов быстро попадает в нижние. Грунтовые воды за короткое время поднимаются на 0,5-1 м, что провоцирует еще большую просадку.
Механизм просадочности
При попадании влаги в лёссовидный грунт начинают растворяться соли, связь между отдельными частицами ослабевает. Разрушаются микроагрегаты грунта, возрастает его дисперсность, резко снижается прочность. Все это способствует уменьшению его пористости, более компактной укладке твердых частиц. Уменьшается в основном количество и объем макропор. Микропоры могут оставаться в грунте, они мало влияют на просадочность.
Второй механизм связан с водными пленками на мелких глинистых и пылеватых частицах. За счет них увеличивается притяжение отдельных элементов грунта друг к другу, облегчается их скольжение. Это способствует увеличению плотности.
При замачивании вода сначала быстро распространяется по макропорам. Они ориентированы больше в вертикальном направлении, поэтому влага интенсивно попадает в нижние слои массива. Включаются механизмы просадочности, и грунт резко уменьшается в объеме. Полностью водонасыщенный грунт проседает меньше, так как увеличивается его плотность. Часть воды связывается с глинистыми частицами.
Проседание грунта после замачивания происходит под действием собственного веса или внешней нагрузки (чаще всего даже незначительной). Оно продолжается до определенного уровня увлажнения. У полностью водонасыщенных грунтов процесс замедляется или полностью прекращается, так как увеличивается плотность, уменьшается количество макропор.
Кроме просадки происходит еще и горизонтальный сдвиг массива. Из периферии, где влажность ниже, грунт перемещается к центру. Происходят обвалы, образуется своеобразная просадочная лунка. Ее диаметр может достигать 50-100 м, а глубина до 1-2 м.
Массивы лёссовых грунтов имеют неоднородную структуру. В их толще часто встречаются погребенные почвы. Ведь эти грунты имеют эоловое происхождение. Пыль, переносимая ветром, сотни тысяч лет назад засыпала участки с плодородными почвами. В некоторых местах обнаруживают наносы вулканического пепла. Почти во всех массивах настоящий лёсс чередуется с лёссовидными суглинками, супесями или глинами.
Каждый тип грунта в массиве имеет свою просадочность. У погребенных почв и наслоений вулканического пепла она выше, чем у лёсса. У пластичных лёссовидных глин и суглинков показатель ниже. Поэтому при замачивании происходят значительная деформация и перекосы поверхности.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#грунты #полезные советы #свойства грунтов #просадочность #просадочность грунта #строительные советы #механихм просадочности #причины просадочности #характеристики грунтов #грунт
