что такое лессовые грунты
Свойства лессовых грунтов (просадочность)
Лессовые грунты представляют собой осадочную горную породу, залегающую в виде покрова (глубина залегания различна, от нескольких метров до 50–100 м, например на склонах рек, долин).
Просадками называют локальные процессы вертикальной деформации грунтов, характеризующиеся резким нарушением структуризации породы, что сопровождается полной или частичной потерей сопротивления нарушенных масс грунта, а при условии избыточного увлажнения происходит выдавливание грунта в стороны.
Лессовые просадочные грунты заслуживают особого изучения по причине их распространенности в южных районах РФ, а также их особенности необходимо учитывать при проектировании и возведении инженерных строений.
Свойства
Рассмотрим свойства лессовых грунтов:
Строение лессовых грунтов и состав
Характерные свойства для просадочных лессовых грунтов:
В зависимости от залегания число лесов непостоянно, например, на территории Российской Федерации в южных районах в разрезе наблюдается от 3 до 6 горизонтов различной мощности лессов. Обычно, степень просадочности идет на уменьшение сверху вниз по разрезу.
Основные типы просадки
Согласно требований СНиП 2.02.01–83 выделяют участки с разными типами грунтовых условий по степени просадочности лессовых грунтов, тип определяют в соответствии с просадкой от собственной массы при условии увлажнения:
Способы устранения просадочности
Лессовые просадочные грунтыдовольно распространены на территории РФ, особенно в Алтайском крае (до 20% всей территории). Поэтому в этом регионе проблема просадки лессовых пород у оснований инженерных сооружений и зданий всегда актуальна.
Основной проблемой считается резкое снижение прочности основания при промачивании лесса, что может привести к частичному или полному разрушению зданий или сооружений. С целью устранения этих свойств существует несколько способов, имеющие как достоинства, так и недостатки.
Посмотрите видео: ВИДЫ ГРУНТА. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УЧАСТКА
Фундаменты для лессовых и лессовидных грунтов
Лессовые грунты относятся к категории глинистых, но обособлены в один тип с просадочными грунтами.
Особенность лессового грунта – наличие пылевых частиц, слабо скрепленных между собой.
Они занимают 70-90% от общего объема.
Также в составе грунта присутствует гипс, известь и другие элементы.
Особенности лессовых и лессовидных грунтов
Лессовые грунты относятся к категории глинистых, но обособлены в один тип с просадочными грунтами. Особенность лессового грунта – наличие пылевых частиц, слабо скрепленных между собой. Они занимают 70-90% от общего объема. Также в составе грунта присутствует гипс, известь и другие элементы.
Лессовый грунт довольно пористый, отсюда высокая степень влагопоглощения. Характерная черта лесса – вертикальные канальцы на уровне макропор, по которым вода может проникать глубоко под землю. Эти канальцы занимают до 13% общего объема грунта. При проникновении воды происходит расслоение связей между частицами грунта и почва проседает.
Лессовидные грунты (суглинки) имеют те же свойства, что и лесс, но они более плотные за счёт глиняных примесей и грубее на ощупь. Степень просадки у суглинка меньше, чем у лесса.
Особенность постройки фундамента на лессовом грунте состоит в том, что землю перед началом строительства нужно хорошо трамбовать и упрочнять.
Фундаменты для лессовых и лессовидных грунтов и что нужно учесть при выборе фундамента
Можно возводить любой фундамент:
При выборе фундамента нужно учитывать:
Блок внимания: Если слой лессовидного грунта не слишком толстый, его можно убрать и возводить сооружение на более плотном пласте грунта. Рекомендуется использовать столбчатые или свайные фундаменты.
Возведение фундамента
Строительство на лессовидных и лессовых грунтах почти всегда проводится с заменой верхней части пласта на более плотный материал. Например, песок или глина в виде подушки. Во влажной местности песок не используют, так как он размывается.
Сооружение фундамента начинается с уплотнения грунта. Для уплотнения необходимо использовать тяжелые трамбовки, чтобы утрамбовать почву на глубину 1,5-2,0 м. Затем слоем в 0,5-1,0 м засыпается глина, которую также нужно утрамбовать. Последующий процесс происходит по стандартной технологии заливки (укладки), опалубки и армирования.
Этот вариант сооружения может быть использован, если грунт имеет слабую просадку. В случае с грунтом, обладающим сильной степенью просадки, надо будет дополнить технологию установкой бетонных свай, особенно под наружные несущие стены строения. Сваи должны быть привязаны к самому фундаменту. По сути, получается столбчатая конструкция, где фундамент будет выполнять функции ростверка.
Если показатель просадки от собственного веса сооружения составляет более 5 см, необходимо провести два мероприятия:
Купить можно, например, винтовые сваи. Они изготовлены из металла, и на конце сваи установлен бур, которым они вкручиваются в грунт. Такие сваи имеют длину до 12 метров, что позволит добраться до более плотного пласта грунта. Для сооружения фундамента необходимо через расчетное расстояние вкрутить сваи в землю на определенную глубину.
Минусом свайного фундамента является затратность – привлечение специализированной техники стоит денег, да и сами сваи обойдутся недешево. Но все это компенсируется быстрым проведением работ, отсутствием дополнительных материалов и надежностью конструкции.
Полезные советы
Перед началом возведения фундамента на лессовидных и лессовых грунтах позаботьтесь о водопонижении участка, так как избыток воды делает грунт подвижным и неустойчивым. Рекомендуется устраивать дренаж и ливнёвку, при этом уделить особое внимание местам около фундамента. Это первое.
Второе – устройство водонепроницаемой отмостки. Этот элемент должен быть шириной не меньше 1,5 м и глубиной до 0,5 м. Отмостки можно залить из бетонного раствора с нижним гидроизоляционным слоем. Можно полностью соорудить отмостки из асфальта.
Подводя итог, отметим важность тщательного анализа грунта и его показателей перед строительством фундамента.
Что такое лессовые грунты
Том 17. Москва, 2010, стр. 339
Скопировать библиографическую ссылку:
ЛЁСС (нем. L ö ss, от lose – нетвёрдый, рыхлый), горная порода, алевролит слабой крепости, обычно песчаный, глинистый и сильно известковый, с высокой пористостью. Характерным свойством Л. является просадочность при природной нагрузке. Цвет палевый, светло-серый с жёлтым или красным оттенком. Структура тонкопесчаная или пелитоморфная (глиноподобная), землистая. Л. однородны; первичная текстура элементарных слойков (толщина неск. мм – 1–5 см) неслоистая. Содержание крупноалевритовой (0,05–0,01 мм) и тонкопесчаной (0,1–0,05 мм) фракций, как правило, более 50%, глинистой фракции – до 16%. В составе преобладает кварц, присутствуют в большом количестве полевые шпаты, литокласты (обломки горных пород, гл. обр. известняков) и их агрегаты, полимиктовое глинистое вещество (часто агрегированное). Содержание CaCO 3 до 30%. Цементация непрочная; цемент известковый контактный, склеивающий зёрна в вертикальном направлении, что обусловливает возникновение в породе чётковидных (в одно или два зерна) «столбиков», разделённых канальцами. «Вертикальная» пористость (часто св. 50%) создаёт в неслоистой породе характерную текстуру, способствующую формированию столбчатой отдельности и отвесных обрывов в лёссовых массивах. Преобладающая алевритовая кварц-силикатная фракция Л. образуется в осн. в процессе морозного выветривания в горных районах и на равнинах, что определяет зональное распределение Л., приуроченность к степным и лесостепным зонам умеренных поясов. Л. распространены в Европе, Азии, Сев. и Юж. Америке, в зонах 25–54° с. ш. и 25–44° ю. ш., на абсолютной высоте от 0 до 2500 м и выше. Характерно переслаивание Л. с горизонтами погребённых почв, наличие остатков наземных животных.
Лёссовый грунт
Лёссовый грунт это лёссы и лёссовидные породы, которые относятся к классу осадочных пород.
Эта гипотеза была изложена ранее, при рассмотрении эоловых отложений.Другая гипотеза, тоже эоловая, исходит из того, что лессы образуются развеванием моренных и зандровых отложений.В основу водно-ледниковой гипотезы положено предположение, что пылевато-глинистые частицы были перенесены потоками талых ледниковых вод.Предположение, что частицы пыли и глин могут быть перенесены водой горных потоков, было положено в основу пролювиальной гипотезы.
Значительный интерес представляет так называемая элювиальная или почвенная гипотеза, предложенная Л.С. Бергом.Предполагается, что лёсс образуется в результате вторичного процесса, происходящего в условиях сухого климата, аналогичного климату пустынь и степей.В результате этого лесс является продуктом преобразования любой глинистой породы аллювиального, ледникового, флювиогляциального, делювиального или какого-либо другого происхождения.В условиях сухого климата под влиянием выделяющихся щелочноземельных катионов происходит коагуляция коллоидальных аллюмосиликатных частиц в более крупные пылеватые агрегаты, слагающие главную массу лёсса.
Переотложенные виды лёссов ( лёссовидные суглинки, супеси и глины) называют лёссовидными породами.различие между лёссами и лёссовидными породами приведено в таблицу-1.
Таблица-1. Различия между лёссами и лёссовидными породами.
Лёссовые грунты
◊ Инженерно-геологические характеристики лёссовых пород
Коэффициент макропористости является хорошей характеристикой просадочных пород и используется во многих инженерных расчетах, однако следует помнить, что он зависит от величины давления, при котором порода увлажнена и, следовательно, для каждого, данного грунта является величиной переменной. В механике грунтов доказывается, что величина относительной деформации нескальных пород определяется выражением :
Соответственно полная деформация толщи породы мощностью h:
где e0-коэффициент пористоти породы природного сложения; ер-коэффициент пористоти после приложения нагрузки.Приведенные выражения относительной и полной деформации получены в предположении, что рассматриваемый участок имеет достаточно большое ( теоретически неограниченное) простирание и нагружен равномерно распределенной нагрузкой.
где h0 и hp-соответственно мощность толщи до и после приложения внешней нагрузки, но до увлажнения.При инженерно-геологитческих исследованиях для строительства проводят испытания лёссовых грунтов на просадочность при замачивании. Замачивание проводят при различных давлениях, которые практически будет испытывать толща лёссового грунта под нагрузкой от сооружения.Кроме того, обязательно проводится испытание на просадочность при замачивании под нагрузкой, равной тому давлению, которое грунт испытывает в условиях природного залегания.
Рисунок-1. Обрушение вертикальных откосов в лёссах при замачивании склона
В таких случаях определяют величину полной просадки при нагрузках, равных фактическим давлениям от строящегося сооружения и, исходя из нее, устанавливают систему мероприятий, предохраняющих здания и сооружения от просадок.Эти мероприятия являются уже инженерно-строительными и не могут быть подробно изложены в данной статье.В общем инженерно-строительные меропирятия заключаются или в предохранение просадочной толщи от замачивания, или в искусственном устранении просадочных свойств.
Величина полной просадки Sпр является почти исчерпывающей характеристикой просадочных свойств данного грунта. Следует отметить, что хотя просадочность является характерной особенностью лёссов, однако в природе имеется достаточное количество лёссов, у которых свойство просадочности или совсем отсутствует, или проявляется в ничтожно малой степени.По нормам проектирования естественных оснований зданий и сооружений ( СНиП II-15-74) к просадочным грунтам относят глинистые породы, имеющие степень влажности G ≤ 0,8 и показатель П=(еL-e0)/(1+e0) меньше значений, приведенных ниже, а величина коэффициента пористости, при влажности на границе пластичности равна еL=ρудWL/ρв
Число пластичности грунта Ip 0,01≤Ip РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
Что такое лессовые грунты
НИИ горного природопользования
Приведенная авторская трактовка термина “лесс”, в основном, соответствует содержанию этого понятия в отмененном ГОСТе 25100-82 “Грунты. Классификация” (в новом ГОСТе, как известно, термин “лесс” отсутствует).
1. Распространение лессов.
В Алтайском крае понятию “лесс” отвечают породы верхней части рыхлых кайнозойских отложений, залегающих непосредственно под почвой.
Они имеют значительное распространение на обширных пространствах равнинной и предгорной частях края.
Лессы имеют площадное развитие. Явный покровный, плащеобразный характер их залегания подчеркивается тем, что они распространены на разных элементах рельефа и на разных абсолютных отметках, почти не меняя своей мощности.
Огромные территории в крае (400х400 км) покрыты лессом: водораздельные пространства, склоны и высокие террасы крупных рек. Почти повсеместно они распространены в Приобском плато, Бийско-Чумышской возвышенности, Предалтайской равнине, Ненинской равнине, в предгорьях Салаирского кряжа и в пределах Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнины (4-ая надпойменная терраса р. Оби).
В Кулундинской равнине сплошной покров лессов отмечается только в восточной и северной ее частях. В центральной, западной и южной частях равнины они имеют спорадическое развитие.
Лессы отсутствуют в долинах древнего стока. В долинах рек Оби, Чарыша, Песчаной, Чумыша, Ануя, Алея и др. рек их также нет на поймах и, как правило, нет на первой и второй надпойменных террасах (хотя местами они там отмечаются). На 3-ей и 4-ой террасах они получили большое развитие.
В горных областях Алтая, где получили значительное развитие делювиально-коллю-виальные процессы, и в составе покровных отложений присутствует грубый терригенный материал, лессов почти нет, хотя эти породы и имеют многие черты лессовых грунтов, в том числе, нередко, и просадочность. Но ввиду наличия в них дресвы и щебня отнести их к лессам нельзя. Они отмечаются лишь на тех ограниченных ровных участках, где в составе отложений отсутствуют дресва и щебень.
Мощность лессов обычно составляет 8-10 м. Нередко она достигает 12-13 м, особенно в центральных, северо-восточных и восточных частях края. В юго-западных частях края мощность лессов понижается до 1-5 м (Кулундинская равнина), местами они вовсе отсутствуют.
Возраст лессов верхнечетвертичный.
2. Литологический состав.
Лесс, как таксономическая единица классификации пород должен отвечать типу грунтов, но не виду. Развитые в крае лессы, по существу, и являются единым типом грунтов, который согласно ГОСТу искусственно разделяется на суглинки и супеси.
Причина подобной смены состава грунтов заключается в том, что Кулундинская равнина, сложенная с поверхности песками, представляет ближайшую область дефляции. Повышенное количество псаммитового материала, оседающего близ очагов развеивания, обусловливает формирование супесей. По мере удаления от области дефляции крупность накапливающихся эоловых осадков уменьшается. А так как господствующими являются юго-западные и западные ветры, то и смена грансостава терригенных осадков происходит в направлении с юго-запада и запада на северо-восток и восток.
Эта общая закономерность нарушается наличием древних долин стока (Кулундинская, Касмалинская, Барнаульская и др.), сложенных песками, и являющихся местными очагами развеивания отложений. Близ них в составе лессов повышается содержание псаммитовых частиц, и они представлены супесями с прослоями пылеватых и мелких песков (пример, Власихинская промплощадка в г. Барнауле).
Лессы Алтая имеют характерную, так называемую, “палевую” окраску: светлый желтовато-серый, буровато-серый, светло-корич-невый цвет. В увлажненном состоянии цвет их становится более темным (коричневым).
Текстура грунтов массивная с ярко выраженной макропористостью. Породы разбиты системой трещин, формирующих столбчатую отдельность, в обнажениях держат субвертикальные откосы. При действии водных потоков на склонах, легко подвергаются размыву с образованием оврагов.
Характерной особенностью лессов края, помимо указанной выше неоднородности и литологического состава, является изменчивость их физико-механических свойств как по площади (по основным региональным геоморфологическим структурам), так и в разрезе (с глубиной).
Влажность лессов колеблется в значительных пределах: от 0,08-0,23 долей единицы (8-23%) в Приобском плато, Бийско-Чумышской возвышенности, Кулундинской и Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнинах, до 0,08-0,30 в предгорьях и 0,17-0,33 в Ненинской равнине (при анализе лессов не приняты во внимание не характерные, редкие значения их характеристик). Чаще же природная влажность имеет значения 0,12-0,16 в степных районах, и 0,16-0,22 в предгорных областях и Ненинской равнине. Повышение влажности лессов в предгорьях объясняется более влажным климатическим режимом, большей залессенностью этих территорий и более тонким грансоставом грунтов.
С глубиной влажность лессов постепенно увеличивается. От поверхностного слоя до нижней границы зоны сезонного колебания влажности (глубина 7-10 м) увеличение влажности составляет 0,02-0,07 долей единицы.
Пределы текучести и раскатывания также варьируются в значительных пределах, особенно первый. Это объясняется относительной неоднородностью грансостава лессов.
Предел текучести изменяется от 0,16 до 0,36, наиболее частые значения его 0,22-0,28. Предел раскатывания варьируется от 0,10 до 0,22, обычно же имеет значения 0,16-0,20.
Пористость лессов изменяется от 40 до 56%, чаще встречаются значения 44-49%. Наименьшей пористостью обладают лессы Кулундинской равнины (в среднем 44-45%). Наибольшие значения ее характерны для лессов северо-восточных частей края: в Бийско-Чумышской возвышенности (в среднем 47%), Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнине (47-49%), в предгорьях Алтая и Салаира (47-49%).
Коэффициент пористости лессов 0,70-1,10 чаще 0,80-0,90.
В целом для суглинков оно выше на 3-10 кПа по сравнению с супесями.
Наибольшей величиной относительной просадочности характеризуется подпочвенный слой лессов: 0,02-0,05. С глубиной она уменьшается и на глубине 10-13 м становится менее 0,01. Падение величины относительной просадочности на 1 п.м по глубине, в среднем составляет 0,002-0,003.
Иногда по отдельным интервалам глубины отмечаются незакономерные пики повышения относительной просадочности или исчезновение просадочных свойств лессов, а ниже они снова появляются.
4. Причины просадочности лессов.
Помимо растений большое участие в формировании макропор принимают многочисленные представители животного мира: черви, личинки жуков, кроты и другие землерои. Полости животного происхождения составляют заметную часть порового пространства и в основном являются сингенетичными. По сведениям В.В. Докучаева, на одной десятине отмечалось до 1,836 млн. личинок хлебных жуков.
Не исключается образование определенного количества пор и при циклическом промерзании и оттаивании пород (формировании пор при промерзании грунтов в результате процессов пучения и образования стяжений льда). Некоторая часть порового пространства грунта непосредственно обязана неплотному сложению эоловых частиц в почве из-за отсутствия внешней нагрузки на них, “дыханию” почвы при ее промерзании и оттаивании. Просадочность связана с недоуплотнением грунтов и наличием макропор.
Сохранению просадочных свойств лессов (до глубины 8-12 м) способствовала благоприятная климатическая обстановка в позднечетвертичную и современную эпохи: континентальные условия с относительно небольшим количеством осадков и значительным испарением, о чем свидетельствует характерный для этого периода типичный степной ландшафт. При этом формировались, в основном, черноземные и каштановые почвы с непромывным режимом, наблюдаемые на Алтае и в настоящее время. Как известно, просадочные лессовые отложения имеют территориальную приуроченность именно к таким почвам.
Образующиеся покровные лессы в течение всего этого длительного времени (22 тыс. лет) в основном имели низкую влажность, при которой не происходило разрушение структурных связей лессов. Это в значительной мере способствовало сохранению макропористости (а значит и просадочных свойств лессов) при накоплении новых поступлений эолового материала, погружении грунтов на большие глубины, т.е. при повышении давления от вышележащих осадков. Но при этом грунты все же подвергались некоторому уплотнению от возрастающих нагрузок, и с глубиной постепенно уменьшалась пористость и снижалась относительная просадочность грунта. На глубине 8-12 м, где вертикальное напряжение от собственного веса грунта достигает 0,16-0,20 МПа, грунты уже заметно уплотнены, приобрели низкую пористость (41-43%), а просадочные свойства ими утрачены.
Консервация макропористости и просадочных свойств грунтов была возможна в условиях, когда лессы обладали повышенным содержанием легко- и среднерастворимых солей, фиксирующих, цементирующих стенки пустот (макропор). Такие просадочные грунты с более жесткими структурными связями могут встретиться и на больших глубинах (15-25 м), залегая среди непросадочных лессов. Подобные грунты иногда отмечались при изыскании на Приобском плато.
5. Происхождение лессов.
Генезис алтайских лессов рассматривается с позиций эолово-почвенной гипотезы, разработанной автором совместно с Г.В.Шве-цовой (2).
Согласно этой гипотезе формирование лессов происходило следующим образом:
· осаждение на поверхности почвы экзотического эолового материала, сопровождаемого и привнесением энтопических эоловых частиц;
· сингенетичное накопление на поверхности почвы эолового материала и органической массы надземного опада;
· включение поступающих эоловых частиц в процесс почвообразования (взаимодействия растений, животных и продуктов их распада с минеральными соединениями, водой и воздухом пор);
· формирующаяся при этом почва, вовлекаясь в цикл почвообразовательных процессов, обусловливает рост вверх гумусового горизонта “А” почвенного профиля, одновременно нижняя погребаемая часть почвы (гумусовый горизонт “А”, существовавший до накопления новых порций эолово-органогенного материала) ввиду роста почвенного профиля вверх, постепенно выводится из сферы активного почвообразования. При этом в значительной мере происходит разложение гумуса, а минеральная составляющая часть почвы получает еще большее превалирование, грунт приобретает более светлую окраску. И, таким образом, этот горизонт постепенно (от нижних частей его к верхним) трансформируется в так называемый переходный подпочвенный горизонт “В ¢ ” почвенного профиля. Он испытывает большое влияние от почвообразовательных процессов, активно идущих в новом вышерасположенном горизонте “А ¢ ”. В новообразованном горизонте “В ¢ ” проходят заключительные этапы почвообразовательных процессов. Интенсивно протекают процессы выноса и аккумуляции веществ (в частности, в иллювиальном горизонте происходит накопление карбоната кальция);
· при дальнейшем накоплении эоловых осадков, соответствующем росте почвенного профиля вверх (т. е. при дальнейшем увеличении мощности почвы над рассматриваемым горизонтом “В ¢ ”) и продолжающемся развитии процессов диагенеза (в том числе уплотнение грунта, разложение остаточного гумуса, разрушение первичных минералов и образование вторичных) новообразованный подпочвенный горизонт “В ¢ ” постепенно преобразовывается в лесс, лишенный признаков почвы (иногда сохраняющий ее реликты), с весьма небольшим содержанием гумуса (как правило, доли процента) или с полным его отсутствием.
Почвообразование на Алтае в четвертичное время происходило, в основном, в степных и лесостепных условиях при существовании окислительного режима в почвах.
Основываясь на эолово-почвенной гипотезе образования лессов, можно дать объяснения таким важным их особенностям, как агрегатное строение, повышенная карбонатность, макропористость, недоуплотненное состояние и просадочные свойства.
Формирование агрегатной структуры лессов связано с почвенными процессами. Она создавалась в основном, когда грунт находился в стадии гумусового горизонта “А”. Корни и корневые волоски растений, а также деятельность животных разделяли почвенный материал на отдельные комочки и микрокомочки. При разложении отмерших органических остатков образовывалось гумусовое вещество (органические кислоты), которые при взаимодействии с эоловым материалом связывалось основаниями, образующимися при разложении минералов. Так возникали коллоидные органоминеральные соединения. Последние, коагулируя, выпадали на поверхности минеральных зерен, способствуя их склеиванию и формированию водоустойчивых агрегатов различного порядка.
Упрочнение структурных агрегатов происходило, когда грунт находился в стадии переходного горизонта “В”, посредством цементации частиц глинистым веществом, отлагающимися солями фильтрующихся атмосферных осадков, а также солями, образующимися при почвенных процессах (карбонатом кальция, гидроокислами железа, гипсом и др.).
Среди исследователей лессов имеются разногласия по объяснению повышенной карбонатности этих пород, характерной для всех лессовых провинций. Известно, что в почвенном профиле черноземов, под поверхностным гумусовым горизонтом “А” и горизонтом “АВ”, формируется горизонт вторичной аккумуляции карбоната кальция “ВСа”. Согласно приведенной гипотезе, стадию подповерхностного горизонта “ВСа” прошел весь слой лессовой толщи. Поэтому повышенное содержание карбоната кальция в лессах отмечают не только под почвой, но и на больших глубинах.
6. Взаимодействие геотехнической
Среди большого количества воздействий антропогенной деятельности на инженерно-геологическую среду наиболее значительным по негативным последствиям является замачивание лессовых грунтов.
Неодинаковая степень замачиваемости лессов в основании фундаментов зданий вызывает разную величину просадки грунтов, что приводит к деформации зданий. Так, только в г. Барнауле несколько сот зданий имеют деформации (в основном, в Северной промзоне), многие находятся в аварийном состоянии, а отдельные здания разрушены (к примеру, цех электрофильтров ТЭЦ-3).
Другим неприятным последствием замачивания лессов является подтопление застроенных территорий благодаря низким фильтрационным свойствам этих грунтов.
Процесс развития подтопления в крае проявляется в несколько фаз:
· повышение влажности грунтов под отдельными зданиями;
· образование куполовидных зон замоченных грунтов под отдельными зданиями;
· смыкание куполовидных зон и формирование пласто- и линзообразных зон замоченных грунтов под группой зданий и сооружений промышленного предприятия или под группой жилых зданий в микрорайоне (к примеру, сооружения ТЭЦ-1, пивзавода, группа жилых зданий на ул. Юрина 206-208 в г. Барнауле);
· расширение зоны замоченных грунтов, захватывая весь комплекс заводов промышленных узлов или микрорайона в целом (к примеру, Северная промзона и микрорайон Южный в г. Барнауле);
· смыкание зоны искусственно замоченных грунтов в разрезе с природной зоной повышенной влажности капиллярной каймы выше уровня грунтовых вод (к примеру, промплощадка Алтайского коксохимзавода);
· повышение уровня грунтовых вод территорий (к примеру, ТЭЦ-3 в г. Барнауле).
На устранение негативных последствий от просадки грунтов и подтопления территорий затрачены огромные средства.
Лессы Алтайского края по своим основным признакам (грансостав, просадочность, макропористость) и дополнительным (повышенное содержание карбоната кальция, относительная прочность в маловлажном природном состоянии, способность держать вертикальные откосы, легкость разрушения структурных связей при замачивании, способность переходить в плывунное состояние при водонасыщении) отвечают типичным лессам Китая и других основных лессовых провинций: Средней Азии, США, Центральной Европы.
Отличительной особенностью алтайских лессов является их небольшая мощность и сравнительно невысокая степень просадочности. Превалирует первый тип грунтовых условий по просадочности, второй тип развит на небольших локальных площадях.
Покровные лессы Алтая образовались в результате сингенетического накопления эолового материала и органогенной массы надземного опада над почвой, вовлечения их в почвообразовательные процессы, диагенетических преобразований почвы и превращения ее в лесс при выведении из сферы активного почвообразования из-за роста вверх почвенного профиля, обусловленного отложением новых порций эоловых частиц.
Эоловый материал экзотический (из Казахстана, Средней Азии) при значительной роли местного (Кулундинская равнина, долины древнего стока).
Влияние экзотического эолового материала при господствующих ветрах юго-западного и западного направлений, разница в климатических условиях, рельефе, растительности, почвах в основных геоморфологических структурах края (Кулундинская равнина, Приобское плато, Бийско-Чумышская возвышенность, Обь-Чумышская озерно-аллюви-альная равнина, предгорье Салаира, Предалтайская и Ненинская равнины) обусловили некоторое различие физико-механических свойств лессов в них.
Недоучет особенностей лессов (являющихся специфическими грунтами) при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений привел к изменению природной среды: к замачиванию лессов, их просадке, формированию подтопленных зон и поднятию уровня грунтовых вод на застроенных территориях. Все это, в свою очередь, привело к ухудшению физико-механических свойств грунтов, вызвало деформации сотен зданий, затопление инженерных коммуникаций и подвалов, потребовало вложения больших средств на устранение негативных последствий.
1. Черноусов С.И., Арефьев В.С., Осьмушкин В.С., Швецов А.Я. и др. Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1988.
2. Швецов А.Я., Швецова Г.В. Эолово-почвенная гипотеза происхождения лессов Алтая. Москва: Инженерная геология №4, С. 119-125.