Tehnogēnās augsnes ir dabiskas augsnes un augsnes, kas ir piedzīvojušas izmaiņas un pārvietošanos cilvēka ražošanas un saimnieciskās darbības rezultātā. Šādu materiālu sauc arī par mākslīgo augsni. Tas ir izgatavots rūpnieciskām vajadzībām, kā arī pilsētu teritoriju labiekārtošanai.
Mākslīgās augsnes mērķis
Tehnogēnās augsnes bieži izmanto kā pamatu dzīvojamo, inženiertehnisko un rūpniecisko ēku celtniecībai. No šī materiāla tiek būvēti arī dzelzceļa uzbērumi un zemes aizsprosti.
Parasti būvniecības apjomi tehnogēnās augsnēs tiek mērīti simtos miljardu kubikmetru.
Augsnes inženierģeoloģiskās īpašības
Augsnes īpašības nosaka tās pamatiežu sastāvs vai tās pārstrādes laikā radušies atkritumi. Tāpat tehnogēnās augsnes inženierģeoloģiskās īpašības var noteikt pēc cilvēka ietekmes uz to rakstura. Lai speciālisti varētu precīzi noteikt iegūtās īpašībasbūvmateriāls, GOST tika izveidots ar numuru 25100-95. To sauc par "Augsnes un to klasifikāciju". Šajā dokumentā materiāls inženierbūvju (uzbērumu un ēku pamatu) būvniecībai ir iedalīts atsevišķā klasē.
Tenogēno augšņu klasifikācija sastāv no vairākām grupām:
- 1 grupa: akmeņaina, sasaluša un izkliedēta. Jūs varat tās atšķirt pēc strukturālo saišu rakstura.
- 2 grupa: savienota, akmeņaina, nesaistīta, nevis akmeņaina un ledus. Tie atšķiras viens no otra pēc stipruma.
- 3 grupa: dabiskie veidojumi, kas mainījušies to dabiskās sastopamības laikā zemē, kā arī dabiski pārvietoti veidojumi, kas ir mainījušies fizikālās un fizikāli ķīmiskās ietekmes rezultātā. Ekspertu vidū ir arī lielapjoma un aluviālās augsnes, kas ir mainījušās trešās grupas termiskās iedarbības rezultātā.
Tāpat tehnogēno augšņu klasi nosaka, sadalot to tipos un sugās. Sadalīts pēc materiāla sastāva, nosaukuma, ietekmes, izcelsmes, veidošanās stāvokļa un citiem apstākļiem. Daudzi eksperti uzskata, ka esošajai tehnogēno beztaras augsņu klasifikācijai ir vairākas nepilnības, un tā ir jāprecizē.
Kultūras slāņi
Kultūras slāņus sauc par savdabīga sastāva veidojumiem materiāla sastopamības vietas ģeoloģisko apstākļu dēļ. To nosaka saimnieciskās darbības raksturs. Šādai tehnogēnai augsnei ir neviendabīgs sastāvs pa vertikāli un laukumu. ATmūsdienu pasaulē to aktīvi izmanto celtniecībā.
Lai iegūtu kultūrslāni, kas atrodas vairāku simtu metru dziļumā zemē, nepieciešams izstrādāt inženierģeoloģiskās izpētes metodi. Šāda darba laikā inženieriem būs jāorganizē vietas būvgružu, kā arī sadzīves un rūpniecisko atkritumu savākšanai. Ir vērts uzskatīt, ka šādu darbu veikšana veco kapsētu un dzīvnieku apbedījumu teritorijās ir stingri aizliegta ar Krievijas tiesību aktiem.
Pārvietoti dabas veidojumi
Dabiski pārvietotus veidojumus sauc par augsnēm, kas tika izņemtas no to dabiskās sastopamības un pēc tam pakļautas daļējai rūpnieciskai apstrādei. Šis būvmateriāls ir veidots no izkliedētām kohēzīvām un nesavienotām augsnēm.
Akmeņaini un daļēji akmeņaini ieži vispirms tiek sasmalcināti ar mašīnām un pēc tam tiek pārvietoti jau kā izkliedētas rupjgraudainas augsnes. Tas pats attiecas uz sasalušajiem akmeņiem. Atbilstoši dēšanas metodei pārvietotos veidojumus iedala aluviālajos un beztaras veidojumos. Savukārt beztaras augsnes atkarībā no veidojuma rakstura iedala sistemātiski un neplānoti izgāztajās. Atkarībā no pielietojuma tos iedala arī celtniecībā un rūpniecībā.
Pateicoties tehnogēno grunts stiprības īpašībām, tās izmanto ceļu un dzelzceļa uzbērumu izbūvei. Tāpat šis materiāls tiek izmantots dambju, aizsprostu, ēku pamatu celtniecībai.
Augsnes īpašības
Uzbērumu un izgāztuvju būvniecībā izmantoto tehnogēno augšņu inženiertehniskās un ģeoloģiskās iezīmes ietver:
- Akmens struktūras pārkāpums uzbēruma korpusā būvmateriāla stiprības samazināšanās rezultātā.
- Augsnes frakcionēšana un nogāžu pašizlīdzināšanās.
- Izmaiņas ilgizturībā. Bīdes pretestība palielinās blīvēšanas dēļ vai samazinās liela mitruma dēļ.
- Poru spiediena uzkalniņu veidošanās ar ūdeni piesātinātās augsnēs, kas palielina zemes nogruvumu risku.
Atkarībā no litoloģiskā sastāva speciālisti uzbērumus iedala divos veidos: viendabīgajos un neviendabīgajos. Šis faktors ir mainīgs un ir atkarīgs no šī būvmateriāla dabiskās frakcijas aizpildīšanas procesā. Šajā gadījumā smalkās frakcijas parasti koncentrējas uzbēruma augšējā daļā, bet lielās frakcijas - apakšējā daļā. Tas notiek dažādu sastāvu būvmateriālu izmantošanas rezultātā.
Augsnes izturība
Burmas mākslīgo grunts stiprības raksturlielumi tiek noteikti, ņemot vērā nogāžu veidošanās apstākļus. Aprēķinot uzbēruma stabilitāti, inženieriem jāņem vērā augsnes masas nepilnīgā sablīvēšanās, kas tiek novērtēta pēc bīdes pārbaudes.
Maksimālais mākslīgās grunts blīvums, ko izmanto uzbērumu izbūvei, tiek sasniegts pēc vairākiem gadiem un ir atkarīgs no izmantotā materiāla veida. Piemēram, smilšmālsaugsnes ar piemaisījumiem no kūdras tiek sablīvētas 2-4 gadu laikā no būvniecības pabeigšanas. Mālsmilts un māls savu maksimālo blīvumu sasniedz 8-12 gadu laikā. Vidējas un smalkas frakcijas smilšmāla uzbērumi un smiltis tiek noblietētas 2–6 gadu laikā.
Aluviālā augsne
Aluviālā tehnogēnā grunts tiek izveidota ar hidrauliskās mehanizācijas palīdzību, izmantojot cauruļvadu sistēmu. Būvniecības procesā speciālisti veic organizētus un neorganizētus sanesumus. Pirmie ir nepieciešami inženiertehniskiem un būvniecības nolūkiem. Tie ir uzbūvēti jau ar iepriekš noteiktām īpašībām. Ar šādu konstrukciju palīdzību tiek mazgāti blīvi smilšu slāņi, aizsprosti un aizsprosti, kas paredzēti vidējam ūdens spiedienam.
Neorganizētu sanesu izmanto augsnes iežu pārvietošanai, lai atbrīvotu zemi turpmākiem darbiem, piemēram, dabisko būvmateriālu un citu minerālu ieguvei.
Zemes darbu izbūve un teritoriju atbrīvošana ar hidromehanizācijas palīdzību ietver vairākus posmus:
- Augsnes iežu hidrauliskā ieguve, izmantojot hidrauliskos monitorus un sūkšanas bagarētājus.
- Iegūto materiālu hidrotransportēšana pa sadales un maģistrālajiem cauruļvadiem.
- Tehnogēnas augsnes sanesu organizēšana zemes darbos vai brīvās teritorijās, kurām vajadzētu kalpot, lai novietotu iegūto iežu.
Sanesu būvmateriāla īpašības
Aluviālo augšņu inženiertehniskās un ģeoloģiskās īpašības nosaka to sastāvs untā atsevišķo daļiņu fizikālā un ķīmiskā mijiedarbība ar ūdeni. Būvniecībā izmantojamās tehnogēnās grunts sastāvs ir atkarīgs no tās ieguves vietas dabiskos apstākļos, kā arī no darba metodēm, kas saistītas ar šī būvmateriāla būvniecību un sanesumiem.
Aluviālās augsnes īpašības galvenokārt ir atkarīgas no fizikāliem un ģeogrāfiskiem faktoriem, piemēram, vietas topogrāfijas un klimata būvmateriālu ieguves vietā. Tāpat eksperti ņem vērā no šī klints būvētās aluviālās struktūras pamatu stāvokli un īpašības.
Aluviālās augsnes sastāvs
Organiskās vielas sastāvs aluviālajā augsnē nosaka tās fizikālo un mehānisko īpašību iegūšanas laiku. Mazgāšanas procesā maisījumu sadala frakcijās. Lielās daļiņas koncentrējas lielākoties pie vircas izplūdes vietas, nogāzes zonas veidošanās vietā. Smalkas smilšu daļiņas atrodas starpzonā, un smalkas, kas galvenokārt sastāv no māla, veido dīķa zonu.
Inženieriem ir vairāki sanesu augsnes īpašību veidošanās posmi:
- Būvmateriāla konsolidācija, kas rodas gravitācijas ietekmes uz to rezultātā. Ir arī intensīvs ūdens zudums. Tieši šajā periodā notiek galvenais pašsablīvēšanās process. Šis process parasti neaizņem vairāk par gadu.
- Augsnes nostiprināšanās notiek smilšu saspiešanas dēļ. Starp mazām būvmateriāla daļiņām palielinās dinamiskā stabilitāte. Šis process ilgst no viena līdz trim gadiem.gadi.
- Stabilizācijas stāvoklis veidojas, veidojoties cementēšanas saitēm, kuras nebaidās no ūdens plūsmām. Šī procesa beigu posmā aluviālās smiltis tiek ievērojami nostiprinātas. Struktūras stabilizācijas ilgums tiek sasniegts desmit gadus vai ilgāk.
Ēku būvniecība uz tehnogēnas grunts
Visi notiekošie darbi aizbēršanas un sanesumu laikā turpmākai konstrukciju būvniecībai jāveic tikai ar stingru ģeotehnisko kontroli, ko veic pieredzējis inženiertehniskais personāls. Būvmateriāls jānovērtē uzreiz pēc vairākiem rādītājiem, piemēram, uzbēruma viendabīguma pakāpe, organisko vielu saturs tajā, fizikālās un mehāniskās īpašības u.c. Tāpat ģeologiem jānoskaidro augsnes spēja radīt dažādas gāzes, piemēram, metānu, kā arī oglekļa dioksīdu. Šo vielu veidošanās notiek organisko vielu sadalīšanās rezultātā.
Ja izrādās, ka uzbērumam nav pietiekamas stiprības, kas nepieciešama turpmākai izbūvei, izbūvētais objekts jāpabeidz vairākos veidos:
- Apvienojiet ar smago tehniku (rullīšiem, blietētājiem, vibratoriem).
- Nostiprināt uzbērumu ar betona pāļiem un plāksnēm.
- Nostipriniet konstrukciju ar vērstiem sprādzieniem.
- Radīt dziļu augsnes stabilizāciju.
- Izgrieziet ēku, lai nostiprinātu to ar balstiem.
Ja būvlaukumos periodiski notiek stipras lietusgāzes, celtniekiem tas ir jādaraveikt konstruktīvus pasākumus, kuru mērķis būs palielināt visas konstrukcijas, tostarp ceļu un ēku, izturību. Nepieciešams veikt pamatu nostiprināšanas pasākumus, lai novērstu nevienmērīgu betona deformāciju.
