Основные характеристики просадочных грунтов.

Основными характеристиками просадочных грунтов, определяющими их свойства, являются:

ε_sl – относительная просадочность,

Р_sl – начальное просадочное давление,

W_sl – начальная просадочная влажность.

Относительная просадочность ε_sl грунта определяется с помощью компрессионных испытаний 2-мя методами:

а) метод двух кривых – испытанию подвергаются два образца грунта: первый – при естественной влажности W (W_n); второй – в водонасыщенном состоянии W_sat.

Рисунок 6.17.

Рисунок 6.18. Метод двух кривых

, (6.5)

где

высота грунтового образца при естественной влажности W_n и при

заданном давлении;

высота образца в состоянии полного водонасыщения W_sat и при том же

давлении;

первоначальная высота образца;

- у ГОСТовских образцов.

Но на самом деле образец грунта отбирается при естественной влажности и при давлении, равном природному (или давлению от собственного веса грунта) на некоторой глубине z (h₀ = h_ng , где h_ng - первоначальная высота грунтового образца при природном давлении и естественной влажности на глубине z). Следовательно, необходимо, чтобы и после отбора образца из шурфа или котлована при испытании его в компрессионном приборе, грунт испытывал бы давление, равное _zg на глубине его отбора z, т.е. _zg = z. В этом случае h₀ не будет равно 25 мм.

Рисунок 6.19.

б) метод одной кривой. Испытания проводят в том же компрессионном приборе, но испытывают один образец.

Рисунок 6.20. Метод одной кривой

Эта методика сводится к двум этапам:

1-ый этап – образец испытывают при естественной влажности;

2-ой этап – образец замачивают при р = 0,3 МПа = const.

Если ε_sl ≥ 0,01, то грунт просадочный.

Начальное просадочное давление.

Начальное просадочное давление Р_sl –это минимальное давление от нагрузки или от собственного веса грунта, при котором проявляются просадочные свойства грунта в условиях его полного водонасыщения.

Существуют три метода определения Psl:

1. в лабораторных условиях, по зависимости

Рисунок 6.21. Зависимость

За начальное просадочное давление P_sl при лабораторных испытаниях грунтов принимается давление, при котором относительная просадочность ε_sl = 0,01.

2) по результатам штамповых испытаний: по специальной методике из графика «нагрузка - осадка штампа» - начальное просадочное давление P_sl = пределу пропорциональности, при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки, и осадка штампа возрастает не менее, чем в 1,5 раза.

3) замачиванием просадочных площадок

Последовательность процесса замачивания площадей:

- снимают растительный слой, им производят обвалование

экспериментальной площадки;

- лессовый грунт посыпают песком для исключения кольматации

(уменьшение фильтрации) поверхности грунта;

- в центре площадки устанавливают глубинные марки и подают воду до тех

пор, пока не будет промочена вся толща просадочного грунта (размеры

котлована в плане принимаются не менее величины просадочной толщи).

Грунт проседает не только под дном котлована, но и за его пределами.

Просадка сопровождается растяжением грунта с образованием трещин и уступов. Глубинными марками измеряют вертикальные послойные перемещения. Эти измерения позволяют установить глубину, ниже которой грунт начинает проседать под действием собственного веса. Это давление и является начальным просадочным давлением P_{sl .}

- просадки нет,

P ≥ P_sl - просадка есть,

где Р – внешнее давление.

Рисунок 6.22. Просадка поверхности лессового грунта при замачивании: 1 – поверхность грунта после замачивания; 2 – то же до замачивания; 3 – подсыпка песка; 4 – замоченный грунт; 5 – непросадочный грунт

Рисунок 6.23. Конструкции поверхностных марок: а – простейшего типа; б – с бетонной опорой; в – с бетонной опорой в зимнее время; 1 – арматурный стержень Ø 20–24 мм; 2 – уплотненный грунт; 3 – бетонная опора

Рисунок 6.24. Конструкция глубинной марки: 1 – скважина; 2 – реперная

труба; 3 – защитная труба; 4 – анкер из уплотненного бетона; 5

– сальник из промасленной пакли

За начальную просадочную влажность W_sl принимается влажность, при которой грунты, находящиеся в напряженном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса, начинают проявлять просадочные свойства.

W_eg – установившаяся влажность после замачивания грунта.

За критерий W_sl при компрессионных испытаниях принимается относительная просадочность ε_sl = 0.01; при испытании штампами – давление, при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки.

Значение W_eg принимается равным природной (естественной) влажности W, если W ≥ W_p или влажности на границе раскатывания, если W < W_p.

(6.6)

просадка есть;

просадки нет.