ПРОСАДОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛЕССОВОМ ПОКРОВЕ ЗЕМЛИ

Общие положения. Лессовый покров слагается лессовыми породами. К лессовым породам относят породы различного генезиса, содержащие более 50 % пылеватых частиц (0,05—0,005 мм), обладающие высокой пористостью (обычно более 40 %) с наличием макропор, имеющие сложный минеральный состав, в основе которого находятся кварц, полевые шпаты, глинистые минералы, гипс и карбонаты типа кальцита (количество последних чаще всего бывает более 10 % общей массы пород), и часто обладающие способностью давать просадки (т. е. терять прочность) при замачивании. Литологически они чаще всего близки к суглинкам, реже к супесям и глинам. Лессовые породы принято делить на собственно лессы и лессовидные породы.

Лессы — породы очень однородные, макропористые, обычно карбонатные, как правило, просадочные при природной нагрузке.

Лессовидные породы характеризуются проявлением просадки лишь при дополнительной нагрузке, хотя по внешнему облику и внутреннему строению они близки к типичным лессам.

Сходство лессов и лессовидных пород по многим параметрам дает основание использовать в строительной практике общее для них наименование — «лессовые грунты». В целом для них характерна палевая, светло-желтая или желто-бурая окраска, способность сохранять вертикальные откосы в сухом состоянии и быстро размокать в воде, невысокая природная влажность (до 15—17 %), высокая карбонат-ность и засоление легкорастворимыми солями, такими как гипс и хлористый натрий, которые часто цементируют пылеватые частицы лессовых пород.

Лессовые породы залегают непосредственно на поверхности земли и могут перекрывать собой любые формы рельефа (кроме пойменных террас рек и крутых откосов гор).

Лессовые покровы (рис. 84) имеют различные мощности — от нескольких метров до десятков метров, а на некоторых территориях даже сотен метров, как, к примеру, в Восточном Предкавказье — до 100 м, в Китае — около 400 м.

Лессовые породы очень часто являются основаниями или средой для зданий и сооружений, в том числе автодорог и аэродромов. В дорожном строительстве лессовые породы служат материалом для возведения земляного полотна. На лессовом покрове залегают плодородные почвы, например черноземы.

Лессовые покровы широко развиты на всех континентах Земли (Азия, Европа, Северная и Южная Америки и т. д.). На территории России этот покров распространен на равнинах — Русской, Западной и Среднесибирской. Значительные площади заняты лессами в предгорьях горных районов (Кавказа, Алтая, Саян, Забайкалья, Северо-Востока Сибири, Дальнего Востока, Камчатки). На рис. 85 показано распространение лессовых пород на Земле.

Просадочные свойства. При строительстве и эксплуатации автодорог и аэродромов необходимо учитывать, что лессовые породы (лессы и лессовидные породы) обладают просадочными свойствами. Это опасное геологическое явление выражается в способности лессовых пород уменьшать свой объем после насыщения водой, что приводит к разрушению их пористых структур и потере прочности. К разрушению структур также подталкивают собственный вес пород или собст-

Обнажение лессового покрова (юг Ростовской области)

Рис. 84. Обнажение лессового покрова (юг Ростовской области)

венный вес совместно с давлением (нагрузками) от сооружений. В целом проявление просадочных свойств получило название «просадоч-ный процесс».

В результате проявления процесса просадки, т. е. уменьшения объема лессовой породы, поверхность земли опускается на ту или иную величину и стоящие в этих местах здания и сооружения начинают разрушаться или, как говорят в строительстве, деформироваться.

В лессовых покровах просадочными свойствами обладают только верхние части лессовых толщ, которые называют просадочными зонами. Мощность таких зон бывает различной.

На территории России лессовые породы имеют различную способность проявлять свои просадочные свойства. По этому признаку их разделяют на два типа. К первому типу относят лессовые породы,

Распространение лессовых пород на Земле

Рис. 85. Распространение лессовых пород на Земле:

/ — территория лессового покрова; 2 — климатические пояса; /—холодный; //—умеренный; ///—теплый; /К—жаркий

проявляющие просадочные свойства после водонасыщения и приложения к ним внешней нагрузки, например, от зданий. К этому типу относятся лессовидные суглинки, имеющие наибольшее распространение на территории России. Просадочные зоны имеют мощность до 10—12 м, а величина опускания поверхности земли, т. е. величина просадки, составляет в среднем 10—15 см.

В лессовых породах второго типа просадочные свойства проявляются после водонасыщения и под собственным весом породы, т. е. в сравнении с породами первого типа они обладают значительно большей склонностью к просадкам и более опасны для сооружений. Ко второму типу относятся лессы. Мощность просадочных зон достигает 20—30 м, величина просадок может составлять десятки сантиметров, а в отдельных случаях даже более 1 м. Лессы второго типа по проса-дочности достаточно широко развиты, например, в Калмыкии, Восточном Предкавказье и в других местах.

Просадочные свойства проявляются не по площади, а на отдельных локальных участках, там, где в землю активно поступает вода. В таких местах возникают блюдцеобразные понижения поверхности земли, а в породах второго типа даже провалы земли.

Строительство на просадочных лессовых породах. Автодороги, аэродромы и здания на равнинах России часто расположены на лессовом покрове. Дорожные земляные насыпи не оказывают большого давления на лессовые просадочные основания. Поэтому при эксплуатации этих объектов в лессовых породах первого типа просадочные процессы проявляются слабо или вообще не возникают. Иначе обстоит дело, когда здания и сооружения располагаются на лессовых породах второго типа. В таких случаях просадочные процессы затрагивают земляное полотно, а здания и мосты, имеющие опоры неглубокого заложения, могут деформироваться.

Основными способами борьбы с просадочными свойствами лессовых пород являются предупреждающие мероприятия. К ним относят планировку придорожных полос, устройство на этих полосах систем водоотводящих канав для отвода атмосферных вод, сооружение дренажей и т. д.

В тех случаях, когда просадочные процессы все же проявились и вызвали оседание поверхности земли, в первую очередь необходимо устранить источник обводнения лессовой толщи. Просадочные блюдца (или даже провалы в земле) следует засыпать местным лессовым грунтом с обязательной его трамбовкой. После этого можно приступать к восстановлению нарушенных земляных насыпей, дорожных одежд и других сооружений.

При проектировании новых автодорог и аэродромов необходимо знать тип лессовых пород по просадочности и проектные работы в соответствии с этим осуществлять по специальным нормам и техническим условиям, предназначенным для строительства на лессовых про-садочных породах. Одновременно следует учитывать тот факт, что лессы и лессовидные породы чаще всего являются грунтами пылевато-глинистыми и, следовательно, склонными к проявлению такого процесса, как морозное пучение.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >