забивных, набивных и буронабивных свай; устройства фундаментов под технологическое оборудование; постоянной и временной нагрузки на полы, от веса зданий и сооружений (их необходимо учитывать не только в пределах активной и деформируемой зон, но и в пределах всей просадочной толщи, в том числе и при сжатии подстилающих ее грунтов); динамических воздействий от работающих внутри и вокруг зданий технологического оборудования, железнодорожного и автомобильного транспорта.

При устройстве планировочных насыпей вертикальные напряжения в просадочной толще возрастают. Срезы грунта, устройство подвалов, тоннелей приводит к разгрузке грунтовой толщи.

Увеличение напряженного состояния приводит к дополнительным осадкам подстилающих просадочную толщу непросадочных грунтов.

В случае подъема подземных грунтовых вод просадки грунтов происходят со значительным запаздыванием и водонасыщенный грунт сохраняет остаточную просадочность. При снижении быстро поднявшегося УПВ интенсивность прироста просадок возрастает.

Для оценки технического состояния зданий, построенных на просадочных грунтах, часто используют критерий Е. С. Руденко, включающий пять степеней:

I – наличие в стенах и фундаментах волосяных трещин, с раскрытием не более 3 мм;

II – то же, с раcкрытием трещин до 10 мм, имеющих протяженность в пределах двух-трех этажей;

III – то же, в большом количестве, с раскрытием 10 … 30 мм, в пределах двух и более этажей;

IV – аварийное состояние здания с раскрытием сквозных трещин более 20 мм, с опасностью разрушения отдельных узлов

конструкций;

V – разрушение здания или его части.

Причинами значительных деформаций зданий на свайных фундаментах в сложных инженерно-геологических условиях являются: неполная прорезка сваями просадочных грунтов, расположение концов свай в слабых грунтах (торфы, сапропели, илистые грунты), подъем свай в пучинистых грунтах, расположение концов свай в грунтах разной плотности и на крутопадающем

рельефе, изменение гидрогеологических условий (подтопление), провоцированные подвижки больших масс грунта, многократное

приложение значительных временных нагрузок, внецентренное приложениe временных нагрузок (разгрузка и загрузка силосных банок).

В случаях, когда исключается замачивание просадочных грунтов сверху или вследствие подъема уровня грунтовых вод, а возможно лишь медленное повышение влажности, основания и фундаменты проектируют как на обычных непросадочных грунтах.

При возможности и неизбежности замачивания нормальная эксплуатация здания и сооружения достигается применением

одного из следующих принципов :

• устранения просадочных свойств грунтов;

• прорезки просадочных грунтов глубокими фундаментами;

• комплекса мероприятий, включающих подготовку основания, водозащитные и конструктивные мероприятия.

Устранение просадочных свойств достигается путем уплотнения и закрепления.

Для уплотнения просадочных грунтов с I типом грунтовых условий по просадочности применяют: поверхностное уплотнение

тяжелыми трамбовками, вытрамбовывание котлованов, устройство грунтовых подушек. На площадках со II типом применяют:

предварительное замачивание, в том числе, с глубинными взрывами, глубинное уплотнение пробивкой скважин (грунтовыми

сваями) и др. Закрепляют просадочные грунты силикатизацией, обжигом.

Прорезкой просадочных грунтов глубокими фундаментами обеспечивается передача нагрузки фундаментов на подстилающий

грунт. Она выполняется свайными фундаментами из забивных и набивных свай, столбами из закрепленного грунта.

Водозащитные мероприятия применяются, как правило, на площадках со вторым типом грунтовых условий по просадочности

с целью снижения вероятности замачивания грунтов, исключения интенсивного замачивания на всю толщину, контроля за состоянием сетей.

2.1 Типы просадочности.

При строительстве на просадочных грунтах фундаменты зданий дают дополнительные деформации при повышении влажности основания, причем эти деформации могут возникать не только от внешней нагрузки, но и от собственного веса грунта.

Замачивание возможно как сверху, из внешних источников, так и снизу при подьеме уровня подземных вод, а также в результате постепенного накопления влаги в грунте.

Просадочные грунты характеризуются:

а) относительной просадочностью εsl – относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания

где hp – высота образца обжатого без возможности бокового расширения давлением р, равным давлению от собственного веса грунта и нагрузки от фундамента;

hsl – высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения при том же р;

hg – высота того же образца обжатого давлением, равным давлению от собственного веса на рассматриваемой глубине;

б) начальным просадочным давлением рsl – минимальным давлением, при котором начинают проявляться просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении, при лабораторных испытаниях оно соответствует εsl = 0,01; при полевых –резкому излому на графике р–s (пределу пропорциональности), когда осадка возрастает на следующей ступени нагружения не менее чем в полтора раза;

в) начальной просадочной влажностью ωsl – минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

Просадочные деформации по глубине могут характеризоваться наличием трех зон:

1) верхняя зона – просадка происходит от внешней нагрузки в пределах деформируемой зоны от подошвы фундамента до глубины, на которой суммарные вертикальные давления равны начальному просадочному

где σzg – напряжения от собственного веса,

σzp – дополнительные напряжения;

2) нейтральная зона, в пределах которой просадка грунтов отсутствует;

3) нижняя зона просадки от точки, где суммарное давление σz = psl или σz минимально до нижней границы просадочной толщи.

Грунтовые условия строительных площадок в зависимости от возможности проявления просадочных свойств делятся на два типа:

I тип – в которых возможна в основном просадка от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса не превышает пяти

сантиметров;

II тип – кроме просадки от внешней нагрузки возможна и просадка от собственного веса и размер ее превышает пяти

сантиметров.

3. Цикличность и просадочность лессовых толщ Северного Кавказа

Лесс является одним из наиболее сложных геологических образований

нашей планеты. Эта молодая, загадочная, красивая, нежная на ощупь,

плодородная, широко распространенная, опасная и парадоксальная порода не

оставляет равнодушным каждого, кто к ней прикоснулся. Великие сатирики

также не обошли ее вниманием, причислив к пахотной земле. Их замечание

особенно справедливо для юга России, где лесс является материнской

породой, на которой сформировались наиболее плодородные почвы нашей