Техногенен грунд: класификация и характеристики

Създадените от човека почви са естествени почви и почви, които са били променени и изместени от промишлените и икономическите дейности на човека. Този материал се нарича още изкуствена почва. Произвежда се за промишлени цели, както и за градско озеленяване.

Предназначение на изкуствената почва

Техногенните почви често се използват за основа на жилищни, инженерни и промишлени сгради. Използва се също за изграждане на железопътни насипи и земни язовири.

По правило обемът на строителството върху изкуствена почва се измерва със стотици милиарди кубични метра.

Инженерно-геоложки свойства на почвата

Свойствата на почвата се определят от състава на изходната скала или от отпадъците, получени при нейната обработка. Също така инженерно-геоложките свойства на създадената от човека почва могат да се определят от естеството на човешкото въздействие върху нея. GOST 25100-95 е създаден, за да могат специалистите да определят еднозначно характеристиките на добития строителен материал. Този документ се нарича "Почви и как да ги класифицираме". В този документ материал за конструкции (насипи и основи на сгради) се определя като отделен клас.

Класификацията на изкуствените почви се състои от няколко групи:

• Група 1: Скалисти, замръзнали и разпръснати почви. Те се различават по характера на структурните връзки.
• Група 2: кохезивни, скалисти, некохезивни, нескалисти и ледени. Те се различават по сила помежду си.
• Група 3: естествени образувания, които са се променили по време на естественото си съществуване в земята, и естествено изместени образувания, които са били променени в резултат на физични и физикохимични въздействия. Специалистите класифицират в третата група и насипни и отлагателни почви, които са променени в резултат на термично въздействие.

Класът на техногенната почва се определя и чрез разделянето ѝ на типове и видове. подразделят се според състава на материала, предназначението, ефекта, произхода, състоянието на образуване и други условия. Много експерти смятат, че съществуващата класификация на антропогенните насипни почви има редица недостатъци и се нуждае от известно усъвършенстване.

Културни слоеве

Културният слой е образувание със специфичен състав, произтичащ от геоложките условия на района, в който е отложен материалът. Тя се определя от естеството на икономическата дейност. Този тип антропогенна почва има хетерогенен вертикален и повърхностен състав. В съвременния свят той се използва активно в строителството.

За да се проучи културен пласт, който се намира на няколкостотин метра дълбочина в земята, трябва да се извърши геотехническо проучване. По време на тази работа от инженерите ще се изисква да организират сайтове за събиране на строителни, битови и промишлени отпадъци. Струва си да се има предвид, че подобна работа в стари гробища и гробищни паркове е строго забранена от руското законодателство.

Изместени природни образувания

Преместените формации са почви, които са били извадени от естествените си местообитания и частично трансформирани за производствени цели. Този строителен материал е съставен от разпръснати кохезивни и некохезивни почви.

Скалистите и полускалистите скали първо се раздробяват с трошачки и след това се разтоварват като разпръснати груби почви. Замръзналите скали също се обработват. Изместените материали могат да бъдат класифицирани като сглобяеми и насипни. В зависимост от естеството на образуването им, насипните почви се разделят допълнително на запълващи се и незапълващи се. Също така според предназначението си те се разделят на строителни и промишлени.

Благодарение на якостните свойства на изкуствената почва, тя се използва за изграждане на пътни и железопътни насипи. Също така този материал се използва за изграждане на язовири, диги, субстрати за сгради.

Характеристики на почвите

Инженерните и геоложките характеристики на техногенните почви, използвани при изграждането на насипи и депа за отпадъци, включват:

1. Нарушаване на скалната структура в тялото на насипа в резултат на намаляване на якостта на строителния материал.
2. Фракциониране на почвата и самоизравняване на склоновете.
3. Промени в здравината. Устойчивостта на срязване се увеличава в резултат на уплътняване или намалява в резултат на силно навлажняване.
4. Образуване на порен натиск в насищащите се с вода почви на насипите, което води до повишен риск от свлачища.

В зависимост от литоложкия състав специалистите разделят насипите на два вида: хомогенни и хетерогенни. Този коефициент е променлив и зависи от естественото фракциониране на строителния материал по време на изхвърлянето. Фината фракция обикновено се концентрира в горната част на насипа, а грубата - в долната. Това е резултат от използването на разнородни по състав строителни материали.

Якост на почвата

Якостните свойства на изкуствената насипна почва се определят въз основа на условията на образуване на склона. Когато изчисляват стабилността на даден насип, инженерите трябва да вземат предвид непълното уплътняване на почвената маса, което се оценява още след изпитването на срязване.

Максималната плътност на изкуствената почва, използвана за изграждане на насипи, се достига след няколко години и зависи от вида на използвания материал. Например глинесто-песъчливите почви с торфени примеси се уплътняват в рамките на 2-4 години след приключване на строителството. Глините и глинестите почви достигат максималната си плътност в рамките на 8-12 години. Песъчлива глина и пясък със средна до фина фракция се уплътняват в рамките на 2-6 години.

Покриване на почвата

Сглобяемата изкуствена почва се създава с помощта на хидромеханизация и тръбопроводна система. Специалистите извършват организирани и неорганизирани рекултивационни дейности по време на строителството. Първо необходими за Инженерни и строителни цели. Те са конструирани с предварително определени свойства. Тези структури се използват за изграждане на плътни пластове от пясък, диги и диги, предназначени за средни водни налягания.

Неорганизираният материал за запълване се използва за преместване на земни маси, за да се освободи място за бъдещи дейности, като например добив на естествени строителни материали и други минерали.

Изграждането на земни съоръжения и разчистването на територии с хидромеханизация включва няколко етапа:

1. Хидравлично изкопаване на почви с помощта на хидравлични агрегати и багери.
2. Хидротранспортиране на изкопания материал през разпределителни и главни тръбопроводи.
3. Организиране на насипването на скали в структури или свободни площи, които да се използват за насипване на скали.

Свойства на възстановения строителен материал

Инженерните и геоложките свойства на рекултивираните почви се определят от техния състав и физико-химичното взаимодействие на отделните частици с водата. Съставът на техногенната почва, използвана в строителството, зависи от мястото на нейното извличане в природната среда, както и от методите на работа, свързани със строителството и рекултивацията на строителния материал.

Свойствата на сглобяемите рекултивирани терени зависят до голяма степен от физическите и географските фактори, като топографията на терена и климата, където се изкопава строителният материал. Специалистите вземат предвид и състоянието и свойствата на субстрата за проект за рекултивация, изграден от тази скала.

Състав на материала за регенериране

Съставът на органичното вещество в изкуствените почви определя кога те придобиват физико-механичните си свойства. Сместа се разделя на фракции по време на процеса на повторно измиване. Големите частици се концентрират предимно в близост до изхода на суспензията, в зоната, където се образува наклонът. Фините пясъчни частици се утаяват в междинната зона, а фините пясъчни частици, състоящи се предимно от глина, образуват зоната на езерото.

Инженерите разделят свойствата на почвите за рекултивация на няколко етапа:

1. Уплътняване на строителния материал под действието на гравитацията. Има и интензивно изпускане на вода. През този период основен процес Самоуплътняване. Този процес обикновено не отнема повече от една година.
2. Втвърдяването на почвата става чрез компресиране на пясъка. Динамичната стабилност се увеличава между фините частици. Този процес отнема между една и три години.
3. Състоянието на стабилизация се формира благодарение на образуването на циментационни връзки, които не се влияят от водните потоци. На последния етап от този процес регенерираните пясъци се втвърдяват значително. Продължителността на стабилизирането на структурата се постига в рамките на десет или повече години.

Строителство на сгради върху изкуствена земя

Всички дейности, свързани с обратното засипване и рекултивация за изграждане на конструкции, се извършват само при строг геотехнически контрол от опитен инженерен екип. Строителният материал трябва да бъде оценен по отношение на няколко параметъра, като хомогенност на насипа, съдържание на органични вещества, физични и механични свойства и др. Също така геотехническите инженери трябва да изследват способността на почвата да генерира различни газове, като метан и въглероден диоксид. Образуването на тези вещества се дължи на разлагането на органични вещества.

Ако се установи, че насипът няма достатъчна якост, необходима за по-нататъшното строителство, изградената конструкция трябва да бъде да бъдат изпълнени по няколко начина:

1. Уплътняване с тежко оборудване (валяци, трамбовки, вибрационни машини).
2. Укрепване на насипа с бетонни пилоти и плочи.
3. Укрепване на конструкцията чрез контролирани експлозии.
4. Извършване на дълбоко стабилизиране на почвата.
5. Прорязване на конструкцията за укрепване с подпори.

Ако строителните обекти са подложени на периодични проливни дъждове, строителите трябва да приложат структурни мерки за повишаване на здравината на цялата структура, включително пътища, сгради. Трябва да се вземат мерки за укрепване на основата, за да се предотврати неравномерната деформация на бетона.