Просадочные свойства лёссовых пород томского Приобья в связи с крупнопанельным строительством

Том 127, в. 2

1964

ПРОСАДОЧНЫЕ СВОЙСТВА ЛЁССОВЫХ ПОРОД томского ПРИОБЬЯ В СВЯЗИ с КРУПНОПАНЕЛЬНЫМ СТРОИТЕЛЬСТВОМ

Г. А. СУЛАКШИНА

Крупнопанельные здания являются наиболее чувствительными к неравномерным осадкам, приводящим нередко к авариям. Поэтому при составлении перспективных планов размещения крупнопанельного строительства особенно большое значение приобретает необходимость строгого учета особенностей пород в основании зданий, сильно влияющих в конечном итоге на стоимость и качество строительства. Основой для составления перспективных планов размещения крупнопанельных зданий должны явиться карты инженерно-геологического районирования с выделением на них участков, различной степени пригодности для этих целей. В том числе для районов развития просадочных пород рекомендуется выделять И. М. Литвинов, 1961):

1. Участки, вполне пригодные для крупнопанельного строительства по обычным типовым проектам, сложенные непросадочными лёссовыми породами.

2. Участки развития просадочных пород 1 категории, пригодные для крупнопанельного строительства по проектам серии 1-480-П и 1-480-Г.

3. Участки, не пригодные для крупнопанельного строительства, представленные просадочными породами II и III категории.

Вопросы крупнопанельного строительства являются злободневными и для ряда районов Западной Сибири, в том числе и для города Томска.

В окрестностях г. Томска и прилегающих к нему районах широким развитием пользуются лёссовые макропористые отложения, почти повсеместно являющиеся несущими грунтами. В общей толще лёссового покрова водораздельных пространств четко выделяются два горизонта, разделенные погребенной почвой.

1. Верхний горизонт (Q3) —верхнечетвертичные палевые лёссовидные тяжелые суглинки и глины мощностью от 0,0 до 9,0 м на склонах и до 13,0 м на повышенных участках водоразделов. Этот горизонт обладает всеми характерными признаками лёссовых пород — пылеватостью, макропористостью, наличием известковистых стяжений, столбчатой отдельностью. Как правило, верхняя часть лёссовых отложений бескарбо-иатна. Мощность выщелоченного горизонта колеблется от нуля на повышенных участках водоразделов до 7—10 м — на склонах.

2. Нижний горизонт (Q2-3) средне-верхнечетвертичные серые и серовато-бурые песчанистые, плотные преимущественно тяжелые и реже средние суглинки с менее отчетливо выраженной макропористостью. Общая мощность этого горизонта 5—10 м.

Выделенные лёссовые горизонты характеризуются комплексом своеобразных особенностей минералогического и химического состава, охарактеризованных в работе Б. Ф. Михальченко. Важнейшими из них, определяющими инженерно-геологические особенности этих горизонтов и, в частности, их склонность к просадкам, являются:

1. Состав глинистой фракции, представленной в верхнем горизонте преимущественно гидрослюдами с примесыо каолинита, в нижнем — гидрослюдами и бейделлитом.

2. Структурные особенности, в частности, повышенная плотность суглинков нижнего горизонта.

Отмеченные различия во внешнем облике, составе и структурных особенностях определяют и разное поведение обоих горизонтов при увлажнении. Так, отложения нижнего горизонта (рис. 1) непросадочны

£

и.

10

03

08

07

б$

05

\

х <* * °

* 5 о о

о о

?5в«<

о к

оо ~ ° • °0 0 о

> о ° ° о • °о о о

II о ¿Ъ

а-

СХР

04

0.5

0£

О 7

17

о$

/О

•и

Рис. 1. Зависимость коэффициента относительной проса-дочности от коэффициента пористости и степени влажности. Условные обозначения:

/да>0,02; о

1т < 0,02

х, о—отложения верхнего лёссового горизонта (С)з); х, отложения нижнего лёссового горизонта ((?2—;?)•

и не склонны к дополнительным осадкам при замачивании под нагрузкой в 3 кг/см2. Верхние лёссовидные суглинки в ряде случаев обнаруживают склонность к деформациям при замачивании под нагрузками. По данным массовых исследований просадочности с замачиванием при 3 кг/см2 коэффициенты относительной просадочности суглинков верхнего горизонта изменяются в широких пределах — от 0,0 до 0,04—0,08.

С целью выявления косвенных показателей, характеризующих склонность лёссовых пород нашего района к просадкам, было проведено:

1) сопоставление коэффициента относительной просадочности с косвенными показателями свойств пород;

2) выявление зависимости коэффициента относительной просадочности от нагрузки, при которой производится замачивание.

Учитывая, что верхний лёссовый горизонт весьма однороден по составу, в качестве основных косвенных показателей просадочности были использованы показатели пористости и влажности. Как показы-

вает рис. 1, иросадочиые свойства обнаружили только карбонатные породы верхнего горизонта при высокой пористости (коэффициент пористости более 0,8) и низкой степени влажности (менее 0,67).

По полученным данным, а также используя материалы приведенные в нашей работе (Г. А. Сулакшина, 1961), можно наметить следующие основные косвенные показатели просадочности для района г. Томска:

1) карбонатность;

2) коэффициент пористости (0,8—1,0);'

3) степень влажности (менее 0,7).

Массовое определение этих показателей в процессе комплексных инженерно-геологических съемок средних масштабов позволяет оконту-ривать на картах участки пород, склонных к просадкам.

Следует, однако, отметить, что выделение участков по их пригодности для крупнопанельного строительства для района Томского при-обья должно быть менее дробным, чем это рекомендуется И. М. Литвиновым.

Таблица 1

Горизонт

№ отработки и глубина отбора

Коэффициент относительной просадочности при нагрузке

Р кг1см-

1.0

1,5

2,0 I 2,5

3.0

О

х X а. а» 33

ш. 4а глуб. 2,5

ш. 5,0 глубина 5,5 м

ш. 50 глубина 2,5 м

ш. 45 глубина 5,5 м

ш. 14 глубина 2,5 м

0,019 0,003

0,001

0,0013

0,0013

0,019

0,006

0,005

0,0173

0,018 0,052

0,028

0,0459

0,0321

0,021 0,049

0,0287

0,081

0,0792

0,027 0,031

0,028

0,0И

0.020

Как показывает табл. 1, лёссовые отложения наших районов не являются типичными просадочными грунтами: просадочных деформаций при бытовых нагрузках, т. е. в пределах 0,4—0,9 кг/см2, они не обнаруживают. Дополнительные осадки в них наблюдаются только при замачивании под нагрузками свыше 2 кг/см2. В интервале нагрузок от 2,0 до 3,0 кг/см2 коэффициенты относительной просадочности меняются мало. Породы, склонные к дополнительным осадкам, встречаются только до глубины 5,5 м, следовательно, возможная общая величина дополнительной осадки для нашего района при глубине заложения фундаментов 2,2—4,0 м и среднем значении коэффициента относительной просадочности 0,04 составит соответственно 6—14 см. Лишь в отдельных точках при ¿„г^0,08 величина дополнительной осадки может достигнуть 20—26 см.

Учитывая преобладающие незначительные величины дополнительных осадков, а также рекомендации Всесоюзного совещания по строительству на лёссовых породах (Воронеж, 1962 г.), для наших районов в качестве основы для перспективных планов размещения крупнопанельных зданий можно рекомендовать инженерно-геологические карты с выделением на них двух категорий участков: 148

1. Вполне пригодные для крупнопанельного строительства по обычным типовым проектам, сложенные непросадочными лёссовыми породами верхнего и нижнего лёссовых горизонтов.

2. Участки, пригодные для крупнопанельного строительства по проектам серии 1-480-П и 1-480-Г, сложенные лёссовыми породами верхнего горизонта, склонными к дополнительным осадкам при замачивании под нагрузками свыше 2 кг/см2.

ЛИТЕРАТУРА

1. Литвинов И. М. Строительство крупнопанельных зданий на <лросадочных грунтах и над горными выработками. Строительство и архитектура, № 11, 1961.

2. Сулакшина Г. А. Литолого-минералогическая и инженерно-геологическая характеристика лёссовидных грунтов р-на г. Томска. Труды Воронежского совещания «Строительство лз лёссовых породах», т. 1, 1961.