Лессовые грунты

  Просадочными называют пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании дают просадку (дополнительную вертикальную деформацию) с величиной относительной деформации e_sl 0,01. В отличие от обычной осадки, просадка приводит к коренному изменению структуры фунта.

  Просадка  свойственна, прежде всего, лессовым суглинкам  и супесям. Лишь в отдельных случаях она может возникать в пылеватых песках с высокой структурной прочностью, а также в некоторых техногенных грунтах (отходы промышленного производства, насыпные грунты и др.).

  Значение  лессовых грунтов в строительной практике трудно переоценить. Занимая  огромные площади (как правило, в  районах наиболее обжитых и густонаселенных), они нередко служат причиной недопустимых деформаций зданий и сооружений. Во многих случаях это связано с  недостаточным учетом их специфических  особенностей и в первую очередь  — просадочности.

  Лёссовые (нем. loss — рыхлый, несвязный) грунты имеют широкое распространение в мире, особенно в Европе и Азии, занимая площадь около 13 млн км². Почти сплошным покровом лессовые породы лежат на большей части территории юга европейской части России (Нижний Дон, Предкавказье, Заволжье и др.), а также на юге Западной Сибири и в ряде других степных районов.

  Значительные  площади заняты ими на юге Украины, в восточном Закавказье, в Молдове, Восточной Европе, в Китае, Средней  Азии, Монголии и во многих других районах  мира.

  Среди лессовых отложений различают типичный лесс, преимущественно эолового (ветрового) происхождения, и лессовидные суглинки (переотложенные первичные образования). Резкую границу между ними проводить затруднительно, поэтому в инженерно-геологических целях их обычно объединяют единым термином «лессовые породы» или «лессовые грунты».

  Условия залегания лессовых пород достаточно однообразны. Независимо от гипсометрического положения отдельных положительных форм рельефа, они покрывают плоские водоразделы, их склоны, поверхность высоких террас и т. д.

  Мощность  лессовых толщ изменяется от первых метров (в северной части зоны их распространения) до 20-30 м в южных районах нашей  страны, реже до 80 м и более (юго-восточная  часть Предкавказья, Западная Сибирь). В мире известны районы, где мощность лессовой толщи достигает 150-200 м и даже 400 м (лессовое плато в Центральном Китае).

   По  вопросу образования лессовых пород  среди ученых-лессоведов существуют различные представления (эоловая гипотеза, криогенная, пролювиальная, аллювиальная и др.). В последнее время известность получила космическая гипотеза, связывающая образование лессовых пород с поступлением на Землю пыли (мелкозема) из космического пространства (Ш. Э. У су паев и др.).

   Отличительные признаки лессовых грунтов следующие: 1) желто- бурая и палево-желтая окраска; 2) высокая пылеватость (содержание пылеватой фракции (0,05-0,005 мм) свыше 50% при небольшом количестве глинистых частиц); 3) повышенная пористость (40-55%) с сетью макропор (размером 1-3 мм), видимых невооруженным глазом; 4) невысокая природная влажность (S_r = 0,4-0,5), поэтому лессовый грунт, помещенный в воду, быстро размокает; 5) способность держать вертикальный откос (до 10 м) (рис. 23.4); 6) высокая карбонатность; 7) однородная (неслоистая) текстура, прерываемая прослоями погребенной почвы.

    По В.А. Обручеву, типичные лессы обладают полным комплексом лессовых черт, у  лессовидных пород недостает  одной или нескольких лессовых черт.

  Лессовые  породы отличаются резкой анизотропией фильтрационных свойств, что связано с вертикальной (преимущественно) ориентировкой макропор. С этой их особенностью связано медленное растекание в стороны куполов грунтовых вод, нередко формирующихся в лессовой толще на городских территориях, а также достаточно быстрый подъем уровня грунтовых вод (до 1 м в год) при подтоплении.

  Еще одна отличительная особенность  лессовых пород — цикличность. Проявляется она в ритмичном чередовании типичных лессов с погребенными почвами и непросадочными лессовидными суглинками.

  Минеральный состав лессовых грунтов характеризуется  наличием водоустойчивых минералов (кварца, полевых шпатов и др.) — до 50-60%, глинистых (гидрослюды, а также каолинита, монтмориллонита и др.) — до 15-30% и водорастворимых минералов (хлориды, сульфаты, карбонаты и др.) — до 5-15%.

  Просадочность лессовых пород обусловлена особенностями их формирования в условиях сухого климата при малой влажности, в результате чего создаются структурные связи, способствующие возникновению и сохранению в породе «недоуплотненного состояния» (по Н. Я. Денисову).

  Механизм  просадки может быть представлен  следующим образом. Вода, проникая в  маловлажную высокопористую пылеватую  лессовую породу, разрушает водонеустойчивые структурные связи, при этом происходит ее доуплотнение, пористость уменьшается и приходит в соответствие с напряженным состоянием. Крупные агрегаты распадаются, и формируется более плотная упаковка частиц.

  Внешне  этот процесс выражается в уменьшении объема лессовых пород и неравномерном  оседании поверхности земли. На поверхности  водоразделов, сложенных лессовыми  породами, при увлажнении их атмосферными осадками часто формируются просадочные блюдца размерами до 50-100 м в поперечнике и глубиной от долей метра до 1-2 м.

    Несравненно больше просадочные деформации лессовых пород выражены при техногенном замачивании (утечки воды из оросительных каналов, водохранилищ, водонесущих коммуникаций, при интенсивном поливе парков и садов и т. д.)

   Начальное просадочное давление (P_sl) — это минимальное давление, при котором начинают проявляться просадочные свойства лессовых грунтов. Чем оно ниже, тем грунт считается более проса- дочным.

   Величину  P_sl определяют по тому давлению, при котором относительная просадочность e_s1 = 0,01. Ее величина колеблется для различных типов лессовых просадочных грунтов от 0,02 до 0,3 МПа.

   Определение P_si позволяет установить величину деформируемой зоны, т. е. зоны, в пределах которой происходит просадка грунта от нагрузки фундаментов.

   Начальная просадочная влажность (W_s|) — минимальная влажность, при которой проявляются просадочные свойства лессовых грунтов. Ее определяют по результатам лабораторных испытаний как влажность, при которой e_sl = 0,01.

   Согласно  СНиП 2.02.01-83*, грунтовые условия строительных площадок, сложенных лессовыми просадочными грунтами, подразделяются на два типа:

1. тип — грунтовые условия, в которых просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5 см; просадка возможна в основном от внешней нагрузки.
2. тип — грунтовые условия, в которых, помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

   Тип грунтовых условий устанавливают, исходя из величины относительной просадочности грунтов (s_sl), числа слоев и мощности каждого просадочного слоя.

   Наиболее  достоверно I или II тип грунтовых  условий определяется путем длительного замачивания опытных котлованов (в течение 1-3 месяцев) и наблюдений за просадкой грунтов с помощью поверхностных и глубинных марок.

   Строительство на лессовых просадочных грунтах. Согласно СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», при возможности замачивания грунтов основания следует предусматривать одно из следующих мероприятий:

а) устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей про- садочной толщи;

б) прорезку просадочной толщи глубокими фундаментами, в том числе свайными и массивами из закрепленного грунта;

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, а также водозащитные и конструктивные мероприятия.

   Просадочные свойства грунтов устраняют с помощью уплотнения (трамбование тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, предварительным замачиванием грунтов, вытрамбованием котлованов под фундаменты (рис. 23.8) и др.), закрепления (химическим, термическим, буро-смесительным и другими способами) и армирования (введение специальных пленок, сеток и т. п.). 

    Лессовые  просадочные грунты широко распространены в Среднем и Нижнем Поволжье, Западной Сибири, на Северном Кавказе и в других районах страны.

    В зависимости  от увлажнения лессы различным образом  ведут себя под действием внешней  нагрузки. Так, в «сухом» состоянии (ω≤0,09) лессы отличаются значительной прочностью и относительно высокой  несущей способностью. В таком  состоянии они выдерживают давление на грунт Р≤0,4МПа при небольших осадках и способны сохранять достаточно большую высоту вертикального откоса.

    Отличительная особенность просадочных грунтов заключается в их способности в напряженном состоянии от собственного веса или внешней нагрузки от фундамента при повышении влажности — замачивании давать дополнительные осадки, называемые просадками. 
К просадочным грунтам относятся лессы, лессовидные супеси, суглинки и глины, некоторые виды покровных суглинков и супесей, а также в отдельных случаях мелкие и пылеватые пески с повышенной структурной прочностью, насыпные глинистые грунты, отходы промышленных производств (колосниковая пыль, зола и т. п.), пепловые отложения и др. 
Просадочные и основные их представители — лессовые грунты широко распространены на территории нашей страны и занимают около 15% ее площади в том числе на значительной части (более 80%) территории УССР, Центральной Черноземной зоны, Северного Кавказа, Закавказья, Поволжья, Средней Азии, Казахстана, Восточной и Западной Сибири и др. сложены лессами. 
За рубежом значительные площади заняты лессовыми грунтами в СРР, НРБ, ВНР, СФРЮ, Испании, странах Северной Африки, Китае, Иране, Афганистане, странах Южной Америки, США и др. 
Просадочность грунтов обуславливается особенностями процесса формирования и существования толщ этих грунтов, в результате чего они находятся в недоуплотненном состоянии. Недоуплотненное состояние лессового грунта может сохраняться на протяжении всего периода существования толщи, если не произойдет повышения влажности и нагрузки. В этом случае может произойти дополнительное уплотнение грунта в нижних слоях под действием его собственного веса. Но так как просадка зависит от величины нагрузки, недоуплотненность толщи лессовых грунтов по отношению к внешней нагрузке, превышающей напряжения от собственного веса грунта, сохранится. Возможность последующего уплотнения лессового грунта, находящегося в недоуплотненном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса, при повышении влажности определяется соотношением снижения его прочности при увлажнении и величиной действующей нагрузки. 
Недоуплотненность грунтов выражается в их низкой степени плотности, характеризующейся объемной массой скелета в пределах обычно 1,2—1,5 т/м³, пористостью 0,6—0,45 и коэффициентом пористости 0,65—1,2. С глубиной степень плотности чаще всего повышается. 
Наряду с недоуплотненностью просадочные грунты обычно характеризуются низкой природной влажностью, пылеватым составом, повышенной структурной прочностью. Влажность их в южных засушливых районах обычно составляет всего лишь 0,04— 0,12, степень влажности 0,1—0,3, а в районах УССР, Молдавии, Средней полосы, Сибири и др. 0,12—0,20 при степени влажности 0,3—0,6. 
Структурная прочность лессовых и др. просадочных грунтов обусловливается в основном цементационным сцеплением. При повышении влажности происходит снижение прочности грунта. Как было установлено Б. В. Дерягиным, тонкие пленки воды могут оказывать расклинивающее действие, которое сказывается одновременно с прониканием воды в толщу грунта. Пленки воды, играя роль смазки, облегчают скольжение частиц и содействуют более плотной их укладке под воздействием давления. Сцепление увлажненного лессового грунта в этом случае будет определяться только влиянием сил молекулярного притяжения, величина которых, как известно, зависит в основном от состава и степени плотности грунта. 
          Просадка грунта — это сложный физико-химический процесс. Основным его проявлением является уплотнение грунта за счет перемещения и более компактной укладки отдельных частиц и их агрегатов, благодаря чему понижается общая пористость грунта до состояния, соответствующего действующему давлению. В связи с повышением степени плотности грунта после просадки прочностные характеристики его несколько возрастают. При дальнейшем увеличении давления процесс уплотнения лессового грунта в водонасыщенном состоянии продолжается, а вместе с этим увеличивается и его прочность. 
Изложенное выше показывает, что необходимыми условиями для проявления просадки грунта являются: а) наличие нагрузки от собственного веса грунта или фундамента, способной при увлажнении преодолевать силы связности грунта; б) достаточное увлажнение, при котором в значительной степени снижается прочность грунта. Под совместным влиянием этих двух факторов и происходит просадка грунта. 
Характер протекания деформаций во времени на просадочных грунтах определяется их влажностью. В связи с тем что просадочные грунты обычно находятся в маловлажном состоянии, деформация сжатия их от внешней нагрузки происходит в течение сравнительно короткого времени. Просадка грунта, а в равной степени и осадка в водонасыщенном состоянии, протекают в течение более длительного времени, так как эти процессы связаны с фильтрацией воды через толщу грунта.

    Просадочные грунты характеризуются:

• относительной просадочностью ε_sl — относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания (см. п. 4.10);
• начальным просадочным давлением Psl — минимальным давлением, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении;
• начальной просадочной влажностью ω_sl — минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

    Относительная просадочность грунта определяется в компрессионных приборах по методу одной или двух кривых (ГОСТ 23161—78). 
По методу одной кривой (рис. 5.18,а,б) испытывают пробу грунта естественной влажности при заданном давлении. После стабилизации осадки грунт насыщают водой, замеряя просадку, и испытание продолжают уже для водонасыщенного грунта.

    По методу двух кривых (см. рис. 5.18,в) компрессионным испытаниям подвергают две пробы грунта: одну — при естественной влажности, вторую — при полном водонасыщении, после чего строят графики зависимости е, ∆h=ƒ(P). На кривых (см. рис. 5.18,а) различают три области деформирования просадочных грунтов: область ab, соответствующую сжатию грунта в ненарушенном состоянии; область bc, характеризующую просадку грунтов, и область cd — уплотнение грунта с ненарушенными структурными связями. По кривым e, Δh=ƒ(P) просадочных грунтов непосредственно определяют значение изменения коэффициента пористости грунта при просадке ∆ε_sl а также относительную просадочность ε_sl,по формуле (4.5).

    Рис. 5.18. Компрессионные кривые просадочного грунта: а, б — по методу одной кривой, соответственно, пылевато-глинистых при замачивании и рыхлых песчаных при вибрации; в — по методу двух кривых; 1 — для грунта естественной влажности; 2 — для грунта, насыщенного водой

    Согласно  СНиП 2.02.01—83* расчетным состоянием просадочных грунтов по влажности является полное водонасыщение Sr> 0,8.

    Относительная просадочность грунта при его неполном водонасыщении (ω_sl≤ω≤ω_sat) определяется по формуле

                           (5.34)

    где ε_sl — относительная просадочность при полном водонасыщении

    Начальное просадочное давление P_sl — это давление, при котором относительная просадочность e_sl = 0,01, т.е. при котором грунт считается просадочным. Если провести серию компрессионных испытаний лессового грунта с замачиванием образцов при различных нагрузках, то нетрудно получить график зависимости относительной просадочности от давления (рис. 5.19).

    Рис. 5.19. Зависимость относительной просадочности от нормального давления лессового суглинка Георгиевска (1) и Ростова-на-Дону (2) (по Я.Д. Гильману, 1991): Δ — метод одной кривой; х — метод двух кривых

    За начальную  просадочную влажность ω_sl по аналогии принимается влажность, при которой в условиях заданных давлений e_sl = 0,01. 
Ее значения зависят от напряженного состояния грунта, природной плотности и прочности структурных связей. С увеличением давления на грунт начальная просадочная влажность уменьшается.

    Значения  модуля общей деформации лессового грунта изменяются в широком интервале. Это обусловлено тем, что они существенно зависят от исходной влажности и пористости грунта. В качестве примера в табл. 5.6 приведены систематизированные значения модуля деформации лессовых суглинков Ростовской области. Данными табл. 5.6 можно воспользоваться в том случае, когда отсутствуют результаты штамповых испытаний грунта с учетом прогнозируемой его влажности.

    Таблица 5.6. Значения модуля деформации лессовидных суглинков в диапазоне нормативных давлений 0,1—0,3 МПа

    Просадка  как деформация зависит (рис. 5.20) от минералогического и гранулометрического составов грунта, его влажности, плотности и напряженного состояния, поэтому для каждого лессового грунта определяют просадочность при давлениях, которые он будет испытывать в основании под сооружением.

    Рис. 5.20. График зависимости относительной просадочности от I_p, е и S_r: а — от числа пластичности; б — от коэффициента пористости; в — от степени влажности

    Номенклатурные  показатели и критерии просадочности грунтов

    Просадочность грунтов и возможность ее проявления оценивается по показателям и критериям просадочности. 
Показатели просадочности определяют склонность грунтов к просадкам и представляют собой совокупность характеристик грунтов, от которых зависит их просадочность. Они являются всего лишь номенклатурными признаками и обычно не позволяют с достаточной достоверностью определить количественную величину возможной просадочности грунта. 
Одним из основных показателей свойств  грунта, характеризующих его недоуплотненное состояние, является показатель просадочности. 
Вторым показателем, определяющим склонность лессовых грунтов к просадкам, наряду с недоуплотненным состоянием, является степень влажности. Известно, что с увеличением влажности просадочность уменьшается и недоуплотненные лессовые грунты оказываются практически непросадочными. 
Третьим показателем просадочности грунтов является структурная прочность, а вернее, степень ее снижения при увлажнении грунта. Многочисленные исследования показывают, что изменение прочности лессовых грунтов при увлажнении происходит в основном за счет снижения сцепления и частично угла внутреннего трения. Степень снижения прочности лессовых грунтов при увлажнении может служить количественной характеристикой просадочности. Выполненные исследования на лессовидных суглинках показывают, что связь между ними может быть принята линейной. 
По результатам испытаний лессовых грунтов статическим зондированием за степень снижения прочности  их принимается отношение сопротивления грунта конусу зонда при естественной влажности  к сопротивлению того же грунта конусу зонда в водонасыщенном состоянии.  

    Относительная просадочность

    Относительная просадочность представляет собой отношение изменения толщины слоя грунта при его замачивании под заданным давлением к его первоначальной толщине в природном залегании.  
Относительная просадочность лессовых грунтов определяется, как правило, в компрессионных приборах на образцах ненарушенной структуры  путем испытания их методами; 
одной кривой с испытанием одного образца грунта и замачиванием его на конечной ступени нагрузки. Метод позволяет определить сжимаемость грунта при природной или заданной влажности и относительную просадочность при заданном давлении на грунт; 
двух кривых, основанном на испытании двух образцов грунта с одинаковой степенью плотности, из которых один испытывается при природной влажности, а другой  в водонасыщенном состоянии. Этот метод обеспечивает определение сжимаемости грунта при природной влажности и полном водонасыщении, относительной просадочности в интервале изменения давления от нуля до конечного, начального просадочного давления; 
комбинированным, представляющим собой сочетание методов одной и двух кривых упрощенным, основанным на испытании одного образца грунта и загружении его вначале при природной влажности до давления 0,1 МПа, но менее природного от собственного веса грунта, замачивании грунта при этом давлении и последующем догружении до заданного давления при непрерывном замачиваний. Метод позволяет определить те же характеристики грунта, что и метод двух кривых. 
Иногда применяется также упрощенный метод, включающий испытание одного образца грунта при природной влажности до давления 0,2—0,3 МПа с последующим его замачиванием и догружением и экстраполяцией сжатия грунта в водонасыщенном состоянии по логарифмической кривой. 
При определении относительной просадочности грунтов в компрессионных приборах по любому методу следует иметь ввиду, что получаемые результаты имеют значительную вариантность вследствие чего отдельные значения  даже при испытаниях одного образца могут отличаться в 1,5—3 и даже 5 раз. Столь значительные колебания в значениях могут быть объяснены малыми размерами образцов, некоторой неоднородностью грунта вследствие карбонатных и других включений или, наоборот, наличием пор повышенного размера, неизбежными ошибками при проведении исследований и др. факторами. 
Многочисленные исследования показывают, что относительная просадочность зависит в основном от: давления на грунт, степени плотности грунта природной влажности и его состава, степени повышения влажности. 
Зависимость относительной просадочности от давления на грунт выражается характерной кривой, в соответствии с которой при увеличении давления относительная просадочность вначале возрастает до максимального значения, а затем по мере повышения давления снижается до нуля. Давление на грунт, при котором относительная просадочность достигает максимальной величины, М. Н. Гольдштейн  называет первым порогом просадочности. Обычно для лессов, лессовидных супесей и суглинков оно равняется 0,2—0,5 МПа, лессовидных глин 0,4—0,6 МПа. По аналогии вторым порогом просадочности является давление, соответствующее снижению относительной просадочности до нуля. Это давление чаще всего изменяется в пределах 1—2 МПа.

    Зависимость относительной просадочности от давления вызывается тем, что при нагружении просадочного грунта природной влажности при определенной величине нагрузки происходит разрушение его структуры с резким увеличением сжатия без повышения влажности грунта. При этом деформация сжатия образца по мере повышения давления продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто предельно плотное состояние грунта, определяемое составом его минеральной части. В процессе испытания просадочного грунта при полном водонасыщении  разрушение его структуры происходит при значительно меньшем давлении на грунт и по мере повышения давления также при определенном его значении достигается предельная степень плотности грунта. Недоуплотненное состояние просадочных грунтов при повышении степени их плотности снижается и в связи с этим относительная просадочность по мере, повышения объемной массы скелета грунта уменьшается. Аналогичным образом с увеличением природной или исходной влажности грунта относительная просадочность снижается  и при степени влажности 0,7—0,8 чаще всего оказывается меньше 0,01. 
Ранее считалось, что по мере повышения степени влажности грунта при его замачивании относительная просадочность возрастает и достигает максимального значения при полном водонасыщении грунта. Однако выполненные НИИОСП  в последнее время исследования показали, что относительная просадочность с повышением конечной влажности возрастает до определенного предела, а затем, несмотря на увеличение влажности, снижается. По данным этих исследований максимальная величина относительной просадочности проявляется не при полном водонасыщении, а при некоторой более низкой влажности, при которой создаются наиболее оптимальные условия для уплотнения и проявления просадки грунта. Влажность, при которой достигается наибольшая относительная просадочность по аналогии со стандартным уплотнением, названная оптимальной, оказывается близкой к границе раскатывания. 
Зависимость относительной просадочности от состава грунта выражается тем, что с увеличением числа пластичности уменьшается, т. е. наибольшей просадочностью при прочих равных условиях обычно обладают супеси, а меньшей — глины.

    Просадки  грунтов от нагрузки фундаментов

    Исследования  особенностей и закономерностей  развития просадок грунтов от нагрузки фундаментов показали, что они  происходят только в пределах деформируемой  зоны  и на участках замачивания или повышения влажности грунтов. Появление дополнительных осадок ленточных или плитных фундаментов за пределами увлажненной зоны вызывается только дополнительным обжатием грунта основания за счет перераспределения реактивных давлений при изгибе конструкций. 
Просадки грунтов от нагрузки фундаментов, так же как и от собственного веса, проявляются только в тех случаях, когда суммарные напряжения в грунте превышают величину начального просадочного давления, а повышение влажности — начальную просадочную влажность. При сумме давлений на грунт от нагрузки фундамента и собственного веса грунта, меньшей величины начального просадочного давления, а в равной мере и при недостаточной степени повышения влажности — просадки фундаментов отсутствуют. 
Просадка грунта от нагрузки фундамента сопровождается уплотнением и перемещением отдельных частиц грунта и их агрегатов в вертикальном и горизонтальном направлениях в пределах деформируемой зоны, причем преобладает уплотнение грунта в вертикальном направлении. 
При замачивании просадочного грунта под подошвой фундамента снижается модуль деформации увлажненного грунта и основание может рассматриваться как двухслойное с концентрацией вертикальных напряжений в верхнем увлажненном слое. 
Величина и характер развития просадок грунта от нагрузки фундамента зависят в основном от степени повышения влажности грунта и размеров увлажненной зоны. Неравномерность просадки фундамента вызывается изменением просадочных свойств грунтов, и, главным образом, различными глубинами увлажнения и степенью повышения влажности в пределах увлажненной зоны. 
Характер протекания просадки грунта от нагрузки фундаментов во времени аналогичен уплотнению водонасыщенных глинистых грунтов с большим коэффициентом фильтрации при быстром приложении нагрузки. В первый период замачивания, когда коэффициент .фильтрации грунта сравнительно высокий, просадка протекает быстро. Затем по мере уплотнения и уменьшения коэффициента фильтрации при сохранении размеров увлажненной зоны скорость просадки затухает и наступает ее стабилизация. При повторном замачивании, т. е. при увеличении размеров увлажненной зоны, просадка вновь возрастает до тех пор, пока не будет замочена вся деформируемая зона и не наступит полная стабилизация просадки. 

    Просадки  грунтов от собственного веса

    Просадки  поверхности грунтов от собственного веса при замачивании их сверху характеризуются: вертикальными перемещениями, называемыми  просадками; наклоном; кривизной поверхности  и горизонтальными перемещениями, т. е. практически теми же видами деформаций, что и при горных выработках. 
Величина просадки поверхности грунта от собственного веса в средней части замачиваемой площади вследствие возникающих сил трения и сцепления между увлажненной зоной и окружающим ее неувлажненным массивом грунта в значительной мере зависит от ширины замачиваемой площади. При недостаточных размерах ширины замачиваемой площади даже при обильном увлажнении грунта на глубину, превышающую границу, с которой происходит просадка грунта от собственного веса, последняя часто отсутствует. Это означает, что для возникновения просадки грунта от собственного веса для каждого вида грунта необходимы определенные размеры замачиваемой площади или увлажненной зоны. Одновременно с этим полная просадка грунта начинает проявляться только при определенных размерах источников замачивания.

    Горизонтальные  перемещения грунтов  при просадках  от собственного веса

    Выполненные в разное время исследования позволили  установить, что горизонтальные перемещения  поверхности грунта — это следствие  неравномерных вертикальных перемещении — просадок и изменения напряженного состояния грунта вследствие замачивания и его просадки. 
Эксперименты показывают, что в первый период замачивания наблюдаются только просадка грунтов при отсутствии горизонтальных перемещений. Последние появляются лишь при относительной разности просадки около 3—5 мм на 1 м и в дальнейшем по мере увеличения разности просадки увеличиваются до максимальной величины, соответствующей данному виду грунта и условиям замачивания.  
В плане горизонтальные перемещения проявляются практик чески в пределах тех же участков, на которых происходят неравномерные просадки грунта, т. е. на криволинейных участках кривой просадки поверхности грунта. С увеличением времени развития неравномерных просадок соответственно возрастает область горизонтальных перемещений грунта. 
В начальных точках криволинейного участка кривой просадки грунта горизонтальные перемещения равняются нулю. По мере удаления от этих точек горизонтальные перемещения увеличиваются до некоторой максимальной величины, при дальнейшем удалении абсолютная величина горизонтальных перемещений уменьшается до нуля. Векторы горизонтальных перемещений поверхности грунта направлены к центру замачиваемой площади. 

    Максимальная  величина горизонтальных перемещений  наблюдается, как правило, в точках, где величина просадки грунта равняется  половине максимальной величины на рассматриваемом  поперечнике. 
В общем случае при замачивании площадей значительных в плане размеров горизонтальные перемещения поверхности грунта характеризуются наличием трех зон: зон горизонтального уплотнения, зон горизонтального разуплотнения грунта и нейтральной зоны. 
В пределах зон горизонтального уплотнения происходит уплотнение грунта с перемещением его от периферии в сторону центра замачиваемой площади. По мере удаления от границы нейтральной зоны абсолютная величина горизонтальных перемещений поверхности грунта увеличивается до максимальной величины на границе с зоной горизонтального разуплотнения. 
В пределах зон горизонтального разуплотнения грунта так же происходят горизонтальные перемещения поверхности грунта в сторону оси замачиваемой площади. Но так как с удалением от границы зоны уплотнения полная величина горизонтальных перемещений постепенно уменьшается до нуля, они приводят к разуплотнению грунта у поверхности. Разуплотнение грунта выражается появлением в нем растягивающих напряжений и образованием просадочных трещин, которые, как правило, располагаются только в пределах этой зоны. 
Границы зон горизонтального уплотнениями разуплотнения грунта, характеризуемые максимальной абсолютной величиной горизонтальных перемещений, практически совпадают с участком максимального наклона кривой просадки грунта от собственного веса. В связи с этим для аналитических расчетов ширину распространения каждой из этих зон в плане можно принять одинаковой и равной половине длины криволинейного участка кривой просадки. 
В нейтральной зоне, совпадающей в плане с горизонтальным участком просадки грунта, в пределах которого просадки грунта практически равномерные, горизонтальные перемещения поверхности отсутствуют. При замачивании лессового грунта с площадей ограниченной ширины, например из каналов, траншей и т. п. источников нейтральная   зона  пропадает  и  горизонтальные   перемещения  будут характеризоваться  наличием зон уплотнения и разуплотнения грунта. 
В процессе просадки грунта при постепенном увеличении размеров увлажненной зоны происходит постепенное перемещение границ описанных выше зон, вследствие чего,  плавный характер распределения горизонтальных перемещений будет искажаться. 
На ровном участке и при горизонтальном напластовании грунтов горизонтальные перемещения развиваются практически симметрично относительно центра замачиваемой площади. При наклонных напластованиях грунтов максимальная величина развития горизонтальных перемещений смещается в сторону, противоположную падению слоев. На косо-горных участках горизонтальные перемещения развиваются в основном в верхней части и абсолютная величина их резко возрастает. 
Изучение горизонтальных перемещений в массиве показало, что с увеличением глубины они уменьшаются в зоне горизонтального разуплотнения практически по прямолинейному закону, а в зоне горизонтального уплотнения — по криволинейному. Подобный характер развития горизонтальных перемещений в массиве грунта обуславливается тем, что в результате просадок за пределами замачиваемой площади происходит образование призм обрушения и поворот их относительно некоторой оси. 
Эпюра развития горизонтальных перемещений по глубине показывает, что с глубиной уменьшается не только абсолютная величина горизонтальных перемещений, но и зона их развития. Области развития горизонтальных перемещений по глубине имеют форму, близкую к полуэллипсу. 
Под влиянием горизонтальных перемещений, вследствие возникающих дополнительных напряжений, в зонах горизонтального уплотнения происходит некоторое повышение степени плотности верхнего слоя грунта, залегающего от поверхности до глубины, с которой происходит просадка грунта от собственного веса.