Бюро "Строительные исследования"
Заполните форму
Мы свяжемся с вами в ближайшее время
Нажимая на кнопку "Отправить", вы соглашаетесь на обработку ваши персональных данных
Строительство на просадочных грунтах (лёссе)
Лёсс относится к глинистым грунтам. Как разновидность лёссовых грунтов выделяют лёссовые суглинки, однако они имеют ряд отличий.
· Лёсс содержит меньше глинистых частиц и имеет светло-желтый или палевый цвет, в отличие от красновато-бурого лёссового суглинка.
· Лёсс - более пористый и менее плотный, склонный к просадочности материал.
· Лёсс имеет более однородный состав и содержит пылеватые частицы в большом количестве (50-79%), песчаные фракции (0,4-33%) и глинистые частицы (2-47%). В лессовидных породах иной гранулометрический состав: песчаные фракции - 3-46 %, пылеватые -18-50 % и глинистые - 11-49 %.
Однако физико-химические характеристики лёсса в сухом и влажном состоянии сильно отличаются. Так, например, при увеличении влажности грунта увеличивается сжимаемость и уменьшается сопротивление породы сдвигу, а значительное снижение влажности необратимо меняет свойства лёсса из-за нарушения характера связей между частицами и их агрегатами.
Это мягкий, структурно-неустойчивый грунт, поскольку в сухом состоянии он достаточно прочен, а под взаимодействие с влагой повышает его плотность и склонность к растрескиванию, поэтому такой грунт дает сильную просадку как от внешней нагрузки, так и от собственного веса.
Лёсс - осадочная порода, которая расположена сразу под почвенным покровом. Толщина таких отложений может достигать нескольких десятков метров.
· Лёсс содержит меньше глинистых частиц и имеет светло-желтый или палевый цвет, в отличие от красновато-бурого лёссового суглинка.
· Лёсс - более пористый и менее плотный, склонный к просадочности материал.
· Лёсс имеет более однородный состав и содержит пылеватые частицы в большом количестве (50-79%), песчаные фракции (0,4-33%) и глинистые частицы (2-47%). В лессовидных породах иной гранулометрический состав: песчаные фракции - 3-46 %, пылеватые -18-50 % и глинистые - 11-49 %.
Однако физико-химические характеристики лёсса в сухом и влажном состоянии сильно отличаются. Так, например, при увеличении влажности грунта увеличивается сжимаемость и уменьшается сопротивление породы сдвигу, а значительное снижение влажности необратимо меняет свойства лёсса из-за нарушения характера связей между частицами и их агрегатами.
Это мягкий, структурно-неустойчивый грунт, поскольку в сухом состоянии он достаточно прочен, а под взаимодействие с влагой повышает его плотность и склонность к растрескиванию, поэтому такой грунт дает сильную просадку как от внешней нагрузки, так и от собственного веса.
Лёсс - осадочная порода, которая расположена сразу под почвенным покровом. Толщина таких отложений может достигать нескольких десятков метров.
Особенности лёссового грунта, влияющие на его строительные характеристики
1. Состав
В основе лёсса кварц, полевые шпаты, кальцит и другие минералы, большое количество карбонатов (в среднем 5-20 %) и другие легкорастворимые соли. Высокодисперсные карбонаты и соли создают прочные слаборастворимые связи между зернами лессовых пород, что в совокупности с малым количеством глинистых частиц ведет к снижению пластичности грунта, но повышают сопротивление сдвигу.
2. Пористость 36-60%, вследствие чего лёсс содержит больше воздуха, чем твердых частиц в сухом состоянии.
Для лёсса характерны четыре вида пор:
· крупные пустоты
Это трещины, канальцы, суффозно-карцевые пустоты. Это делает лёсс ненарушенного сложения менее прочным, чем нарушенного.
· межчастичная пористость
Эти поры составляют до 35% всего объема грунта и имеют неправильную форму. По ним может перемещаться влага.
· макропоры
Размером до 3мм трубчатые вертикальные канальцы, которые при увлажнении могут сокращать свой объем. При прикладывании давления общий объем такого грунта будет уменьшаться, если же образец насытить водой, то объем уменьшится резко из-за снижения коэффициента пористости.
· внутриагрегатная пористость
Плотность лёсса связана с его высокой пористостью и низкой влажностью. Чем глубже расположены слои лёссовой породы, тем выше будет их плотность и сопротивление сдвигу.
3. С этой характеристикой связана величина относительной объемной усадки грунта (δy-v ), которая вычисляется по формуле:
В основе лёсса кварц, полевые шпаты, кальцит и другие минералы, большое количество карбонатов (в среднем 5-20 %) и другие легкорастворимые соли. Высокодисперсные карбонаты и соли создают прочные слаборастворимые связи между зернами лессовых пород, что в совокупности с малым количеством глинистых частиц ведет к снижению пластичности грунта, но повышают сопротивление сдвигу.
2. Пористость 36-60%, вследствие чего лёсс содержит больше воздуха, чем твердых частиц в сухом состоянии.
Для лёсса характерны четыре вида пор:
· крупные пустоты
Это трещины, канальцы, суффозно-карцевые пустоты. Это делает лёсс ненарушенного сложения менее прочным, чем нарушенного.
· межчастичная пористость
Эти поры составляют до 35% всего объема грунта и имеют неправильную форму. По ним может перемещаться влага.
· макропоры
Размером до 3мм трубчатые вертикальные канальцы, которые при увлажнении могут сокращать свой объем. При прикладывании давления общий объем такого грунта будет уменьшаться, если же образец насытить водой, то объем уменьшится резко из-за снижения коэффициента пористости.
· внутриагрегатная пористость
Плотность лёсса связана с его высокой пористостью и низкой влажностью. Чем глубже расположены слои лёссовой породы, тем выше будет их плотность и сопротивление сдвигу.
3. С этой характеристикой связана величина относительной объемной усадки грунта (δy-v ), которая вычисляется по формуле:
При нарушении сложения грунта значение δy значительно возрастает. Кроме того, при увеличении влажности такой грунт сжимается сильнее, что тоже ведет к увеличению усадки.
4. Лёсс обладает анизотропностью водопроницаемости, то есть при определении фильтрационных свойств породы в вертикальном положении и в горизонтальном значения могут отличаться в несколько раз из-за вертикальной направленности пор, возникшей в ходе аккумуляции частиц грунта.
5. Естественная влажность лёсса – 0,05-0,25, а максимальная влажность – 15-17%
В лессовых грунтах природная влажность распределяется неравномерно: в верхнем слое располагается зона сезонных и суточных колебаний влажности, ниже - зона относительно постоянной влажности и далее влажность изменяется в сторону увеличения или уменьшения, что зависит от характера подстилающих пород (она может переходить даже в грунтовую воду).
6. Лёсс быстро размокает в воде и не отслаивается, а распадается на структурные элементы целиком благодаря своей пылеватости. Вследствие способности к быстрой размываемости на территориях распространения лёсса часто наблюдается развитие эрозии почвы и просадки грунта.
7. На показатель набухания лёсса влияют несколько факторов:
· величина набухания лессовых пород определяется прежде всего количеством в них глинистых частиц;
· нарушение структуры грунта увеличивает этот показатель в два-три раза;
· уплотнение грунта с помощью специальных процедур может уменьшить набухание. Это объясняется резким снижением показателя водопроницаемости;
· по канальцам в лёссовых грунтах перемещается влага, в которой могут содержаться соли. Их состав и концентрация также влияют на степень набухаемости.
4. Лёсс обладает анизотропностью водопроницаемости, то есть при определении фильтрационных свойств породы в вертикальном положении и в горизонтальном значения могут отличаться в несколько раз из-за вертикальной направленности пор, возникшей в ходе аккумуляции частиц грунта.
5. Естественная влажность лёсса – 0,05-0,25, а максимальная влажность – 15-17%
В лессовых грунтах природная влажность распределяется неравномерно: в верхнем слое располагается зона сезонных и суточных колебаний влажности, ниже - зона относительно постоянной влажности и далее влажность изменяется в сторону увеличения или уменьшения, что зависит от характера подстилающих пород (она может переходить даже в грунтовую воду).
6. Лёсс быстро размокает в воде и не отслаивается, а распадается на структурные элементы целиком благодаря своей пылеватости. Вследствие способности к быстрой размываемости на территориях распространения лёсса часто наблюдается развитие эрозии почвы и просадки грунта.
7. На показатель набухания лёсса влияют несколько факторов:
· величина набухания лессовых пород определяется прежде всего количеством в них глинистых частиц;
· нарушение структуры грунта увеличивает этот показатель в два-три раза;
· уплотнение грунта с помощью специальных процедур может уменьшить набухание. Это объясняется резким снижением показателя водопроницаемости;
· по канальцам в лёссовых грунтах перемещается влага, в которой могут содержаться соли. Их состав и концентрация также влияют на степень набухаемости.
ПРОСАДОЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЛЁССОВЫХ ПОРОДАХ
Склонность к просадочности – характерное свойство лёсса. Что это такое? Под воздействием воды структурные связи между частицами породы начинают разрушаться, а сам грунт уплотняется под воздействием давления от веса здания, а в некоторых случаях достаточно и собственного веса породы. Затем происходит опускание поверхности земли. Это ведет к деформации самого здания. Если связи между частицами грунта слабые и легкорастворимые, то просадка может начаться в течение нескольких часов. При этом нужно учитывать, что просадочные свойства имеет лишь верхняя часть грунта (от 1 до 30м).
Относительную просадочность лёссового грунта определяют в лабораторных условиях, сначала уплотняя его под давлением, а затем медленно повышая влажность просадочного грунта, и вычисляют по данной формуле:
Относительную просадочность лёссового грунта определяют в лабораторных условиях, сначала уплотняя его под давлением, а затем медленно повышая влажность просадочного грунта, и вычисляют по данной формуле:
В полевых условиях эту величину можно определить с помощью штампа, который создает необходимое давление на дне котлована, и замачивания грунта.
Особенности возведения фундамента
на просадочном грунте
на просадочном грунте
1. Фундамент необходимо заглублять ниже уровня промерзания грунта
2. Обязательный этап – хорошая гидроизоляция основания и организация дренажных систем на территории строительного участка. Следует помнить, что длительная фильтрация может вызвать сильные деформации лёссового грунта даже на значительном расстоянии от места замачивания.
3. Улучшение качеств грунта механическими или физико-химическими способами:
· к механическим относят трамбование грунта, уплотнение с помощью свай или грунтово-цементных опор, взрывов в скважинах, устройство песчаных подушек;
· физико-химические способы включают в себя воздействие на грунт с помощью высоких температур, цементных, глинистых, соляных растворов, органических веществ, укрепление с помощью силикатизации.
4. Разработка конструкции будущего сооружения с учетом необходимости компенсации возможной неравномерности осадки здания: предпочтение отдается свайному фундаменту или свайно-ленточному с расширением подошвы, применяется армирование здания железобетонным поясом, повышается прочность стыков и жесткость стен.
2. Обязательный этап – хорошая гидроизоляция основания и организация дренажных систем на территории строительного участка. Следует помнить, что длительная фильтрация может вызвать сильные деформации лёссового грунта даже на значительном расстоянии от места замачивания.
3. Улучшение качеств грунта механическими или физико-химическими способами:
· к механическим относят трамбование грунта, уплотнение с помощью свай или грунтово-цементных опор, взрывов в скважинах, устройство песчаных подушек;
· физико-химические способы включают в себя воздействие на грунт с помощью высоких температур, цементных, глинистых, соляных растворов, органических веществ, укрепление с помощью силикатизации.
4. Разработка конструкции будущего сооружения с учетом необходимости компенсации возможной неравномерности осадки здания: предпочтение отдается свайному фундаменту или свайно-ленточному с расширением подошвы, применяется армирование здания железобетонным поясом, повышается прочность стыков и жесткость стен.
Заключение
Лёсс является довольно сложным основанием для строительства из-за склонности этого грунта к деформации вследствие уплотнения под воздействием нагрузок и увлажнения. Однако тщательные исследования грунта и правильные инженерные решения позволят снизить риск и подготовить лёссовую породу для строительства на ней прочного и устойчивого сооружения.
Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Задайте вопрос по этой статье, заполнив форму (телефон не обязателен)