Technogénne pôdy sú prírodné pôdy a pôdy, ktoré prešli zmenami a premiestnením v dôsledku ľudskej výroby a ekonomických činností. Takýto materiál sa tiež nazýva umelá pôda. Je vyrobený pre priemyselné potreby, ako aj pre zlepšenie mestských oblastí.
Účel umelej pôdy
Technogénne pôdy sa často používajú ako základ pre obytné, inžinierske a priemyselné budovy. Z tohto materiálu sú tiež postavené železničné násypy a hlinené hrádze.
Spravidla sa stavebné objemy na technogénnych pôdach merajú v stovkách miliárd metrov kubických.
Inžiniersko-geologické vlastnosti pôdy
Charakteristiky pôdy sú určené zložením materskej horniny alebo odpadu, ktorý vzniká pri jej spracovaní. Aj inžiniersko-geologické vlastnosti technogénnej pôdy môžu byť určené povahou vplyvu človeka na ňu. Aby odborníci mohli presne určiť vlastnosti ťažbystavebný materiál, GOST bol vytvorený pod číslom 25100-95. Nazýva sa to „Pôdy a ich klasifikácia“. V tomto dokumente je materiál na výstavbu inžinierskych stavieb (násypov a základov budov) rozdelený do samostatnej triedy.
Klasifikácia technogénnych pôd pozostáva z niekoľkých skupín:
- 1 skupina: skalnatá, zamrznutá a rozptýlená. Môžete ich rozlíšiť podľa povahy štruktúrnych väzieb.
- 2 skupina: spojená, skalnatá, nepripojená, nie skalnatá a ľadová. Líšia sa od seba silou.
- 3 skupina: prírodné útvary, ktoré sa zmenili počas ich prirodzeného výskytu na Zemi, ako aj prirodzené vysídlené útvary, ktoré sa zmenili v dôsledku fyzikálneho a fyzikálno-chemického vplyvu. Odborníci tiež zahŕňajú objemové a aluviálne pôdy, ktoré boli zmenené v dôsledku tepelného vystavenia tretej skupine.
Trieda technogénnych pôd je tiež určená jej rozdelením na typy a druhy. Delí sa podľa zloženia materiálu, názvu, vplyvu, pôvodu, stavu vzniku a ďalších podmienok. Mnohí odborníci sa domnievajú, že existujúca klasifikácia technogénnych objemových pôd má množstvo nedostatkov a vyžaduje si určité objasnenie.
Kultúrne vrstvy
Kultúrne vrstvy sa nazývajú útvary zvláštneho zloženia v dôsledku geologických podmienok oblasti, kde sa materiál vyskytuje. Je určená povahou ekonomickej činnosti. Takáto technogénna pôda má heterogénne zloženie pozdĺž vertikály a plochy. ATv modernom svete sa aktívne používa v stavebníctve.
Na extrakciu kultúrnej vrstvy, ktorá leží niekoľko stoviek metrov hlboko v zemi, je potrebné vyvinúť metódu inžinierskeho a geologického prieskumu. Počas takejto práce budú inžinieri musieť zorganizovať miesta na zber stavebného odpadu, ako aj domáceho a priemyselného odpadu. Stojí za zváženie, že vykonávanie takýchto prác na území starých cintorínov a zvieracích pohrebísk je prísne zakázané ruskými zákonmi.
Vysídlené prírodné útvary
Prirodzené premiestnené útvary sa nazývajú pôdy, ktoré boli odstránené z ich prirodzeného výskytu a následne podrobené čiastočnému priemyselnému spracovaniu. Tento stavebný materiál je tvorený rozptýlenými súdržnými a nesúdržnými zeminami.
Skalnaté a poloskalnaté horniny sa najskôr drvia na strojoch a potom sa už presúvajú ako rozptýlené hrubozrnné pôdy. To isté platí pre zamrznuté kamene. Podľa spôsobu kladenia sa vytesnené útvary delia na aluviálne a hromadné. Objemové pôdy sa zase v závislosti od povahy formácie delia na systematicky a neplánovane skládkované. Tiež sa delia v závislosti od použitia na stavebné a priemyselné.
Vzhľadom na pevnostné charakteristiky technogénnych zemín sa používajú na výstavbu cestných a železničných násypov. Tento materiál sa tiež používa na stavbu priehrad, priehrad, základov budov.
Funkcie pôdy
Inžinierske a geologické vlastnosti technogénnych zemín používaných pri výstavbe násypov a skládok zahŕňajú:
- Narušenie horninovej štruktúry v telese násypu v dôsledku poklesu pevnosti stavebného materiálu.
- Frakcionácia pôdy a samovyrovnávanie svahov.
- Zmena trvanlivosti. Odolnosť v šmyku sa zvyšuje v dôsledku zhutnenia alebo klesá v dôsledku vysokej vlhkosti.
- Tvorba kopcov pórového tlaku v pôdach nasýtených vodou, čo zvyšuje riziko zosuvov pôdy.
V závislosti od litologického zloženia odborníci delia násypy na dva typy: homogénne a heterogénne. Tento faktor je premenlivý a závisí od prirodzenej frakcionácie tohto stavebného materiálu v procese zásypu. V tomto prípade sa jemné frakcie zvyčajne koncentrujú v hornej časti násypu a veľké frakcie - v spodnej časti. Stáva sa to v dôsledku použitia stavebných materiálov rôzneho zloženia.
Sila pôdy
Pevnostné charakteristiky objemových umelých pôd sa určujú s prihliadnutím na podmienky pre vznik svahov. Pri výpočte stability násypu musia inžinieri brať do úvahy neúplné zhutnenie hmoty pôdy, čo sa posudzuje po šmykových skúškach.
Maximálna hustota umelej pôdy, ktorá sa používa na stavbu násypov, sa dosiahne po niekoľkých rokoch a závisí od druhu použitého materiálu. Napríklad piesčitá hlinapôdy s nečistotami z rašeliny sú zhutnené do 2-4 rokov od dátumu dokončenia výstavby. Hliny a íly dosahujú maximálnu hustotu v priebehu 8-12 rokov. Piesočnatohlinité násypy a piesky strednej a jemnej frakcie sú zhutnené do 2-6 rokov.
Aluviálna pôda
Aluviálna technogénna zemina sa vytvára pomocou hydraulickej mechanizácie pomocou potrubného systému. Počas procesu výstavby špecialisti vykonávajú organizované a neorganizované naplaveniny. Prvé sú potrebné na inžinierske a stavebné účely. Sú postavené už s vopred určenými vlastnosťami. Pomocou takýchto štruktúr sa umývajú husté vrstvy piesku, priehrady a priehrady, navrhnuté pre priemerný tlak vody.
Neorganizované naplaveniny sa používajú na presun pôdnych hornín, aby sa pôda uvoľnila pre ďalšiu prácu, ako je ťažba prírodných stavebných materiálov a iných nerastov.
Výstavba zemných prác a uvoľnenie území hydromechanizáciou zahŕňa niekoľko etáp:
- Hydraulická ťažba pôdnych hornín pomocou hydraulických monitorov a sacích bagrov.
- Hydrotransportácia vyťaženého materiálu cez rozvody a hlavné potrubia.
- Organizácia naplavenín technogénnej pôdy do zemných prác alebo voľných území, ktoré by mali slúžiť na umiestnenie vyťaženej horniny.
Vlastnosti aluviálneho stavebného materiálu
Inžinierske a geologické vlastnosti aluviálnych pôd sú určené ich zložením afyzikálna a chemická interakcia jej jednotlivých častíc s vodou. Zloženie technogénnej pôdy používanej v stavebníctve závisí od miesta jej ťažby v prírodných podmienkach, ako aj od spôsobov prác spojených s výstavbou a naplavenín tohto stavebného materiálu.
Vlastnosti aluviálnej pôdy závisia predovšetkým od fyzikálnych a geografických faktorov, ako je topografia lokality a klíma v mieste, kde sa ťažia stavebné materiály. Odborníci tiež berú do úvahy stav a vlastnosti základov aluviálnej štruktúry postavenej z tejto horniny.
Zloženie aluviálnej pôdy
Zloženie organickej hmoty v aluviálnej pôde určuje čas získania jej fyzikálnych a mechanických vlastností. Počas procesu prania sa zmes rozdelí na frakcie. Veľké častice sa koncentrujú z väčšej časti v blízkosti výtoku kalu, v mieste, kde sa vytvára svahová zóna. Jemné častice piesku sa nachádzajú v strednej zóne a jemné častice pozostávajúce hlavne z hliny tvoria zónu jazierka.
Inžinieri zdieľajú niekoľko etáp pri vytváraní vlastností aluviálnej pôdy:
- Spevnenie stavebného materiálu, ku ktorému dochádza v dôsledku pôsobenia gravitácie na stavebný materiál. Dochádza tiež k intenzívnej strate vody. V tomto období prebieha hlavný proces sebazhutňovania. Tento proces zvyčajne netrvá dlhšie ako rok.
- Spevnenie pôdy nastáva v dôsledku stláčania piesku. Medzi malými časticami stavebného materiálu sa zvyšuje dynamická stabilita. Tento proces trvá jeden až tri roky.rokov.
- Stabilizačný stav vzniká vďaka tvorbe cementačných väzieb, ktoré sa neboja prúdenia vody. V záverečnej fáze tohto procesu sú náplavové piesky výrazne spevnené. Trvanie stabilizácie konštrukcie sa dosiahne desať a viac rokov.
Výstavba budov na technogénnej pôde
Všetky prebiehajúce práce pri zásypoch a naplavenín pre ďalšiu výstavbu konštrukcií by sa mali vykonávať len s prísnou geotechnickou kontrolou, ktorú vykonáva skúsený inžiniersky personál. Stavebný materiál musí byť hodnotený naraz viacerými ukazovateľmi, ako je stupeň rovnomernosti násypu, obsah organických látok v ňom, fyzikálne a mechanické vlastnosti a pod. Geológovia musia tiež zistiť schopnosť pôdy vytvárať rôzne plyny, ako je metán, ako aj oxid uhličitý. K tvorbe týchto látok dochádza v dôsledku rozkladu organických látok.
Ak sa ukáže, že násyp nemá dostatočnú pevnosť, ktorá je potrebná pre ďalšiu výstavbu, realizovaný objekt je potrebné finalizovať niekoľkými spôsobmi:
- Konsolidujte pomocou ťažkých strojov (valce, ubíjadlá, vibrátory).
- Spevnite násyp betónovými pilótami a doskami.
- Posilnite štruktúru riadenými výbuchmi.
- Vytvárajte hĺbkovú stabilizáciu pôdy.
- Prerežte budovu a vystužte ju podperami.
Ak sa na staveniskách pravidelne vyskytujú silné dažde, stavitelia musiavykonať konštruktívne opatrenia, ktoré budú zamerané na zvýšenie pevnosti celej konštrukcie vrátane ciest a budov. Je potrebné vykonať opatrenia na spevnenie základu, aby sa zabránilo nerovnomernej deformácii betónu.
