Особенности лессовых грунтов

Лессовые породы – особый петрографический тип континентальных отложений, представленные пылеватыми суглинками и супесями. Основные свойства лессов:

– сохраняют вертикальный откос в сухом состоянии и быстро размокают в воде;

– пылеватых частиц размером 0,05–0,005 мм содержится более 50 %;

– имеют пористую структуру (более 40 %) ;

– высокое содержание карбонатов и легко растворимых солей;

– обладают анизотропностью фильтрационных свойств (по вертикали в 10 раз больше, чем по горизонтали).

Просадочные свойства лессов проявляются при замачивании, происходит разрушение и уплотнение за счет веса самой породы и веса сооружения. Уплотнение приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания. Структура лессовых пород не одинакова по своей прочности. Выделяют два типа просадочности:

I тип просадочности – лессовые грунты разрушаются при водонасыщении и одновременной нагрузке от сооружения (мощность просадочного слоя 8-10 м).

II тип просадочности – лессовые грунты разрушаются при водонасыщении только под собственным весом (мощность – 10-25 м).

Тип просадочности определяют в полевых условиях методом штампа.

Выбор мероприятий при строительстве на лессовых грунтах зависит от типа просадочности, мощности толщи, конструкции здания:

– водозащитные мероприятия – отвод воды, гидроизоляция поверхности, предохранение от утечек;

– механические мероприятия – уплотнение, предварительное замачивание, обжиг грунтов, цементация;

– конструктивные мероприятия – повышение жесткости стен, прочности стыков, свайные основания, уширение фундамента.

Плывуны

В строительстве и горном деле плывунами называют – водонасыщенные рыхлые породы (чаще пылеватые пески), которые при вскрытии горными выработками разжижаются и ведут себя как тяжелые вязкие жидкости. Кроме песков плывунными свойствами обладают пылеватые суглинки и супеси.

Причина возникновения плывунных свойств грунтов – гидродинамическое давление поровой воды, которое создается в результате перепада давления грунтовых вод при вскрытии горными выработками.

Плывуны разделяют на ложные и истинные. Ложные (псевдоплывуны) – различные пески, плывунные свойства которых проявляются при высоком гидродинамическом давлении грунтовых вод. Отличие от истинных плывунов – легко отдают воду, при высыхании образуют рыхлую массу. Истинные плывуны – глинистые пески, пылеватые супеси и суглинки, при малом градиенте, плывут за счет физически связанной воды. Отличие от ложных плывунов – слабая отдача воды, окрашенной за счет глинистых частиц в серый цвет (цементное молоко), при высыхании – сцементированная масса.

При проходке строительных выработок плывуны заполняют выработанное пространство, создают трудности при бурении. При прорыве плывунов происходят оползни, провалы поверхности, деформации зданий. Опасны подрезки склонов, вскрывающие плывуны, динамические удары и вибрация.

Для борьбы с ложными плывунами применятся следующие мероприятия: осушение котлована на период строительства (откачка при к_ф > 1 м/сутки), при малых значениях коэффициента фильтрации применяются иглофильтровые установки; изменение физических свойств плывунов (силикатизация – нагнетание жидкого стекла, цементация).

Для истинных плывунов применяют ограждение шпунтовыми стенками (шпунтовая крепь перерезает слой плывуна и принимает давление на себя), электрохимическое закрепление и замораживание (поэтапная проходка по 20–30 см в зимний период или циркуляция в скважинах вокруг котлована раствора СаCl ₂ при температуре –20–40 ºС). Применяется повышенное давление при проходке.

Вопросы для самопроверки.

1. Виды выветривания горных пород. Основные факторы физического и химического выветривания.

2. Охарактеризуйте мероприятия, необходимые для защиты горных пород от выветривания.

3. Как называются несмещенныепродукты выветривания, накапливающиеся на выровненных поверхностях и на водоразделах?

4. Как называются продукты выветривания, перемещенные под влиянием силы тяжести и смыва дождевыми водами и накапливающиеся на склонах и у их подножий?

5. Как называется ветровой снос рыхлых продуктов в результате механической силы ветра?

6. В чем заключается геологическая деятельность рек? Как образуются речные долины? Виды аллювиальных отложений, их состав и инженерно-геологическая характеристика.

7. Как называется разрушительная работа волн? Виды морских отложений, их состав и инженерно-геологическая характеристика.

8. Охарактеризуйте геологическую деятельность ледников. Как образуются ледниковые отложения? Виды ледниковых отложений, их состав и инженерно-геологическая характеристика.

9. Причины возникновения болот, условия строительства.

10. Назовите причины возникновения карстового процесса, какие проявления карста вы знаете?

11. Что такое суффозия? Проявление суффозии и меры борьбы.

12 Назовите причины возникновений оползней.

13. Как называется явление, связанное с воздействием воды на структуру грунта с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самого грунта или при суммарном давлении собственного веса и веса сооружения?

14. Как называется участок земной поверхности, подвергшийся деформации горных пород, залегающих непосредственно над горной выработкой?

15. Строительство в районах распространения многолетнемерзлых пород регламентируется специальными СНиП и СН. По каким принципам осуществляется строительство в этих районах?