К структурно-неустойчивым основаниям относятся, прежде всего, просадочные лёссовые
грунты.
Просадкам подвержены лёссы и многие разновидности лёссовидных пород.
Около 15% территории России занято примерно такими грунтами. Украина, Закавказье,
Забайкалье, Китай имеют на карте желтый цвет – цвет лёсса.
Гипотеза происхождения лёсса:
![Схема образования лёссового грунта по эоловой теории.](Chapter5/Images/ris1.gif)
Схема образования лёссового грунта по эоловой теории.
По эоловой теории происхождения лёсса, пылеватые отложения с различными коэффициентами
пористости е1, е2, и т.д. откладывались ветровыми наносами
слоями и постепенно прорастали растительностью. Со временем растительность сгнивает,
вода испаряется, а соли остаются.
В результате грунты оказываются недоуплотненными с наличием большого количества
макропор.
![Схема образования макропор и солей кальция в лёссовом грунте.](Chapter5/Images/ris2.gif)
Схема образования макропор и солей кальция в лёссовом грунте.
Эта особенность лёсса влияет на его строительные свойства, возникает возможность
возникновения просадки.
В практике строительства были случаи, когда здания, просуществовавшие значительное
количество лет на лёссовом основании без деформаций, вдруг внезапно начинали разрушаться.
Причина – замачивание лесса и отсюда его просадка.
Пример: церковь постройки ХII века
![Схема развития событий, вызвавших проявление просадки лёссового основания.](Chapter5/Images/ris3.gif)
Схема развития событий, вызвавших проявление просадки лёссового основания.
Фундаменты церкви, постройки XII века с глубиной заложения 7 м прорезали слой лёсса
и опирались на скальный грунт. Такая конструкция являлось вполне надёжной, однако
в XIX веке к церкви выполнили пристройку меньших размеров и меньшей глубиной заложения.
Таким образом, фундаменты этого сооружения остались в лёссовом грунте. Со временем
была нарушена инфильтрация воды (вспахали луг) и вода замочила лёсс. В результате
пристройка XIX века развалилась (это произошло уже в ХХ в.). Произошла просадка
лёссового основания.
![Схема макро и микро структуры лёссового грунта, влияющих на просадку.](Chapter5/Images/ris4.gif)
Макроструктура лёсса (левая схема) и микроструктура лёсса (правая схема), влияющие
на просадку.
В сухом состоянии структура лёссового основания находится в равновесии и выдерживает
нагрузку 2–3 кг/см2 (0,2…0,3 МПа).
При замачивании вода разрушает связи между минеральными частицами, и это приводит
к следующим последствиям:
- Известь (соли Са) растворяется.
- Глина увлажняется.
- Толстые плёнки воды вокруг глинистых частиц оказывают расклинивающее действие.
![Расклинивающие действие толстых плёнок воды, вызывающие разрушение связей в лёссовом грунте.](Chapter5/Images/ris5.gif)
Расклинивающие действие толстых плёнок воды, вызывающие разрушение связей в лёссовом
грунте.
В результате минеральные частицы падают в крупные поры, и грунт превращается в обычный
суглинок с дальнейшим развитием просадки.
Просадками называются местные, быстро протекающие вертикальные
деформации грунта, обусловленные резким коренным нарушением структуры.
![Компрессионная кривая для лессового грунта, разрушение пор при Wест (грунт обладает определенной структурной прочностью). График определения коэффициента относительной просадочности.](Chapter5/Images/ris6.gif)
Компрессионная кривая для лёссового грунта, разрушение пор при Wест (грунт
обладает определенной структурной прочностью).
Просадочность грунтов оценивается коэффициентом относительной просадочности.
![Вычисление коэффициента относительной просадочности по результатам испытаний.](Chapter5/Images/image007.gif)
Вычисление коэффициента относительной просадочности по результатам испытаний.
При Δпр>0,01–
грунт считается просадочным.