Τα τεχνογενή εδάφη είναι φυσικά εδάφη και εδάφη που έχουν υποστεί αλλαγές και μετατοπίσεις ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης παραγωγής και των οικονομικών δραστηριοτήτων. Ένα τέτοιο υλικό ονομάζεται επίσης τεχνητό έδαφος. Είναι κατασκευασμένο για βιομηχανικές ανάγκες, καθώς και για τη βελτίωση των αστικών περιοχών.
Σκοπός τεχνητού εδάφους
Τα τεχνογενή εδάφη χρησιμοποιούνται συχνά ως θεμέλια για οικιστικά, μηχανολογικά και βιομηχανικά κτίρια. Επίσης, από αυτό το υλικό κατασκευάζονται σιδηροδρομικά επιχώματα και χωμάτινα φράγματα.
Κατά κανόνα, οι όγκοι κατασκευής σε τεχνολογικά εδάφη μετρώνται σε εκατοντάδες δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα.
Μηχανικογεωλογικές ιδιότητες του εδάφους
Τα χαρακτηριστικά του εδάφους καθορίζονται από τη σύνθεση του μητρικού πετρώματος ή τα απόβλητα που παράγονται κατά την επεξεργασία του. Επίσης, οι μηχανολογικές-γεωλογικές ιδιότητες του τεχνογενούς εδάφους μπορούν να προσδιοριστούν από τη φύση της ανθρώπινης επίδρασης σε αυτό. Έτσι ώστε οι ειδικοί να μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια τα χαρακτηριστικά του εξορυσσόμενουοικοδομικό υλικό, η GOST δημιουργήθηκε με τον αριθμό 25100-95. Ονομάζεται «Τα εδάφη και η ταξινόμηση τους». Σε αυτό το έγγραφο, το υλικό για την κατασκευή τεχνικών κατασκευών (επιχώματα και θεμέλια κτιρίων) χωρίζεται σε ξεχωριστή κατηγορία.
Η ταξινόμηση των τεχνογενών εδαφών αποτελείται από διάφορες ομάδες:
- 1 ομάδα: βραχώδης, παγωμένη και διάσπαρτη. Μπορείτε να τα διακρίνετε από τη φύση των δομικών δεσμών.
- Ομάδα 2: συνδεδεμένη, βραχώδης, ασύνδετη, όχι βραχώδης και παγωμένη. Διαφέρουν ως προς τη δύναμη μεταξύ τους.
- Ομάδα 3: φυσικοί σχηματισμοί που έχουν αλλάξει κατά τη φυσική εμφάνισή τους στη γη, καθώς και φυσικοί μετατοπισμένοι σχηματισμοί που έχουν αλλάξει ως αποτέλεσμα φυσικών και φυσικοχημικών επιπτώσεων. Επίσης, οι ειδικοί περιλαμβάνουν χύδην και αλλουβιακά εδάφη που έχουν αλλάξει ως αποτέλεσμα θερμικής έκθεσης στην τρίτη ομάδα.
Επίσης, η κατηγορία των τεχνογενών εδαφών προσδιορίζεται με τη διαίρεση της σε τύπους και είδη. Υποδιαιρείται ανάλογα με τη σύνθεση του υλικού, το όνομα, την πρόσκρουση, την προέλευση, την κατάσταση σχηματισμού και άλλες συνθήκες. Πολλοί ειδικοί πιστεύουν ότι η υπάρχουσα ταξινόμηση των τεχνογενών χύδην εδαφών έχει μια σειρά από ελλείψεις και απαιτεί κάποια διευκρίνιση.
Πολιτιστικά στρώματα
Πολιτιστικά στρώματα ονομάζονται σχηματισμοί ιδιόμορφης σύνθεσης, λόγω των γεωλογικών συνθηκών της περιοχής όπου εμφανίζεται το υλικό. Καθορίζεται από τη φύση της οικονομικής δραστηριότητας. Τέτοιο τεχνογενές έδαφος έχει ετερογενή σύνθεση κατά μήκος της κατακόρυφου και της περιοχής. ΣΤΟστον σύγχρονο κόσμο, χρησιμοποιείται ενεργά στις κατασκευές.
Για να εξαχθεί το πολιτιστικό στρώμα, το οποίο βρίσκεται αρκετές εκατοντάδες μέτρα βάθος στη γη, απαιτείται να αναπτυχθεί μια μέθοδος μηχανικής και γεωλογικής έρευνας. Κατά τη διάρκεια αυτών των εργασιών, οι μηχανικοί θα υποχρεωθούν να οργανώσουν χώρους για τη συλλογή οικοδομικών υπολειμμάτων, καθώς και οικιακών και βιομηχανικών απορριμμάτων. Αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι η εκτέλεση τέτοιων εργασιών στην επικράτεια παλαιών νεκροταφείων και ταφικών χώρων ζώων απαγορεύεται αυστηρά από τη ρωσική νομοθεσία.
Μετατοπισμένοι φυσικοί σχηματισμοί
Φυσικοί εκτοπισμένοι σχηματισμοί ονομάζονται τα εδάφη που αφαιρέθηκαν από τη φυσική τους εμφάνιση και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε μερική βιομηχανική επεξεργασία. Αυτό το δομικό υλικό σχηματίζεται από διεσπαρμένα συνεκτικά και μη συνεκτικά εδάφη.
Οι βραχώδεις και ημιπετρώδεις πέτρες αρχικά συνθλίβονται σε μηχανές και στη συνέχεια μετακινούνται ήδη ως διασκορπισμένα χονδρόκοκκα εδάφη. Το ίδιο ισχύει και για τα παγωμένα πετρώματα. Σύμφωνα με τη μέθοδο τοποθέτησης, οι μετατοπισμένοι σχηματισμοί χωρίζονται σε προσχωσιγενείς και χύδην. Με τη σειρά τους, τα χύδην εδάφη, ανάλογα με τη φύση του σχηματισμού, χωρίζονται σε συστηματικά και απρογραμμάτιστα απόρριψη. Επίσης, χωρίζονται ανάλογα με την εφαρμογή σε κατασκευαστικές και βιομηχανικές.
Λόγω των χαρακτηριστικών αντοχής των τεχνογενών εδαφών, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οδικών και σιδηροδρομικών επιχωμάτων. Επίσης, αυτό το υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή φραγμάτων, φραγμάτων, θεμελίων κτιρίων.
Χαρακτηριστικά εδάφους
Τα μηχανικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά των τεχνολογικών εδαφών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή επιχωμάτων και χωματερών περιλαμβάνουν:
- Παραβίαση της βραχοδομής στο σώμα του επιχώματος ως αποτέλεσμα της μείωσης της αντοχής του δομικού υλικού.
- Κλασματοποίηση εδάφους και αυτοεπιπέδωση πρανών.
- Αλλαγή αντοχής. Η αντίσταση στη διάτμηση αυξάνεται λόγω συμπίεσης ή μειώνεται λόγω μεγάλης υγρασίας.
- Ο σχηματισμός αναχωμάτων πίεσης πόρων σε εδάφη κορεσμένα με νερό, που αυξάνει τον κίνδυνο κατολισθήσεων.
Ανάλογα με τη λιθολογική σύνθεση, οι ειδικοί χωρίζουν τα επιχώματα σε δύο τύπους: ομοιογενή και ετερογενή. Αυτός ο παράγοντας είναι μεταβλητός και εξαρτάται από τη φυσική κλασμάτωση αυτού του οικοδομικού υλικού στη διαδικασία της επίχωσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα λεπτά κλάσματα συγκεντρώνονται συνήθως στο πάνω μέρος του αναχώματος και τα μεγάλα κλάσματα - στο κάτω. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα της χρήσης δομικών υλικών διαφορετικής σύνθεσης.
Δύναμη εδάφους
Τα χαρακτηριστικά αντοχής των χύδην ανθρωπογενών εδαφών προσδιορίζονται λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες για το σχηματισμό πρανών. Κατά τον υπολογισμό της ευστάθειας ενός επιχώματος, οι μηχανικοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ατελή συμπύκνωση της μάζας του εδάφους, η οποία εκτιμάται μετά από δοκιμή διάτμησης.
Η μέγιστη πυκνότητα του τεχνητού εδάφους, που χρησιμοποιείται για την κατασκευή επιχωμάτων, επιτυγχάνεται μετά από αρκετά χρόνια και εξαρτάται από τον τύπο του υλικού που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, αμμοπηλόςΤα εδάφη με ακαθαρσίες από τύρφη συμπιέζονται εντός 2-4 ετών από την ημερομηνία ολοκλήρωσης της κατασκευής. Οι άργιλοι και οι άργιλοι φτάνουν τη μέγιστη πυκνότητά τους μέσα σε 8-12 χρόνια. Τα αμμοπηλώδη επιχώματα και η άμμος μεσαίων και λεπτών κλασμάτων συμπιέζονται εντός 2-6 ετών.
Αλλουβιακό έδαφος
Δημιουργείται προσχωσιγενές τεχνογενές έδαφος με τη βοήθεια υδραυλικής μηχανοποίησης χρησιμοποιώντας σύστημα σωληνώσεων. Κατά τη διαδικασία κατασκευής ειδικοί πραγματοποιούν οργανωμένες και μη οργανωμένες προσχώσεις. Τα πρώτα είναι απαραίτητα για μηχανικούς και κατασκευαστικούς σκοπούς. Είναι κατασκευασμένα ήδη με προκαθορισμένες ιδιότητες. Με τη βοήθεια τέτοιων κατασκευών, πλένονται πυκνά στρώματα άμμου, φράγματα και φράγματα, σχεδιασμένα για μια μέση πίεση νερού.
Μη οργανωμένες προσχώσεις χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση εδαφικών πετρωμάτων για την απελευθέρωση γης για περαιτέρω εργασίες, όπως η εξόρυξη φυσικών οικοδομικών υλικών και άλλων ορυκτών.
Η κατασκευή χωματουργικών εργασιών και η απελευθέρωση εδαφών με υδρομηχανοποίηση περιλαμβάνει διάφορα στάδια:
- Υδραυλική εξόρυξη εδαφικών πετρωμάτων χρησιμοποιώντας υδραυλικές οθόνες και βυθοκόρους αναρρόφησης.
- Υδρομεταφορά εξορυσσόμενου υλικού μέσω διανομής και κεντρικών αγωγών.
- Οργάνωση προσχώσεων τεχνογενούς εδάφους σε χωματουργικές εργασίες ή ελεύθερες περιοχές, οι οποίες θα πρέπει να χρησιμεύουν για την υποδοχή του εξορυχθέντος βράχου.
Ιδιότητες προσχωσιγενούς οικοδομικού υλικού
Οι μηχανικές και γεωλογικές ιδιότητες των αλλουβιακών εδαφών καθορίζονται από τη σύνθεσή τους καιφυσική και χημική αλληλεπίδραση των μεμονωμένων σωματιδίων του με το νερό. Η σύνθεση του τεχνογενούς εδάφους που χρησιμοποιείται στην κατασκευή εξαρτάται από τον τόπο εξόρυξής του σε φυσικές συνθήκες, καθώς και από τις μεθόδους εργασίας που σχετίζονται με την κατασκευή και τις προσχώσεις αυτού του οικοδομικού υλικού.
Οι ιδιότητες του αλλουβιακού εδάφους εξαρτώνται κυρίως από φυσικούς και γεωγραφικούς παράγοντες, όπως η τοπογραφία της τοποθεσίας και το κλίμα στον τόπο εξόρυξης οικοδομικών υλικών. Επίσης, οι ειδικοί λαμβάνουν υπόψη την κατάσταση και τις ιδιότητες της θεμελίωσης της αλλουβιακής δομής που χτίστηκε από αυτό το βράχο.
Σύνθεση προσχωσιγενούς εδάφους
Η σύνθεση της οργανικής ύλης στο προσχωματικό έδαφος καθορίζει το χρόνο απόκτησης των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων του. Κατά τη διαδικασία πλύσης, το μείγμα χωρίζεται σε κλάσματα. Τα μεγάλα σωματίδια συγκεντρώνονται ως επί το πλείστον κοντά στην έξοδο του πολτού, στο σημείο που σχηματίζεται η ζώνη κλίσης. Τα λεπτά σωματίδια άμμου βρίσκονται στην ενδιάμεση ζώνη και λεπτά, που αποτελούνται κυρίως από άργιλο, σχηματίζουν τη ζώνη της λίμνης.
Οι μηχανικοί μοιράζονται πολλά στάδια στο σχηματισμό των προσχωσιγενών ιδιοτήτων του εδάφους:
- Στερέωση οικοδομικού υλικού, που προκύπτει ως αποτέλεσμα της βαρυτικής επίδρασης σε αυτό. Υπάρχει επίσης έντονη απώλεια νερού. Είναι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου που λαμβάνει χώρα η κύρια διαδικασία της αυτοσυμπίεσης. Αυτή η διαδικασία συνήθως δεν διαρκεί περισσότερο από ένα χρόνο.
- Η ενίσχυση του εδάφους συμβαίνει λόγω της συμπίεσης της άμμου. Μεταξύ μικρών σωματιδίων οικοδομικού υλικού, αυξάνεται η δυναμική σταθερότητα. Αυτή η διαδικασία διαρκεί από ένα έως τρία χρόνια.χρόνια.
- Η κατάσταση σταθεροποίησης σχηματίζεται λόγω του σχηματισμού δεσμών τσιμέντου, οι οποίοι δεν φοβούνται τις ροές του νερού. Στο τελικό στάδιο αυτής της διαδικασίας, οι προσχωσιγενείς άμμοι ενισχύονται σημαντικά. Η διάρκεια σταθεροποίησης της δομής επιτυγχάνεται για δέκα χρόνια ή περισσότερο.
Κατασκευή κτιρίων σε τεχνολογικό έδαφος
Όλες οι συνεχιζόμενες εργασίες κατά την επίχωση και τις προσχώσεις για την περαιτέρω κατασκευή κατασκευών θα πρέπει να γίνονται μόνο με αυστηρό γεωτεχνικό έλεγχο, ο οποίος διενεργείται από έμπειρο τεχνικό προσωπικό. Το δομικό υλικό πρέπει να αξιολογηθεί ταυτόχρονα με διάφορους δείκτες, όπως ο βαθμός ομοιομορφίας του επιχώματος, η περιεκτικότητα σε οργανικές ουσίες σε αυτό, οι φυσικές και μηχανικές ιδιότητες κ.λπ. Επίσης, οι γεωλόγοι πρέπει να ανακαλύψουν την ικανότητα του εδάφους να παράγει διάφορα αέρια, όπως μεθάνιο, καθώς και διοξείδιο του άνθρακα. Ο σχηματισμός αυτών των ουσιών συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης οργανικών ουσιών.
Αν αποδειχθεί ότι το ανάχωμα δεν έχει επαρκή αντοχή, που απαιτείται για περαιτέρω κατασκευή, το κατασκευασμένο αντικείμενο πρέπει να οριστικοποιηθεί με διάφορους τρόπους:
- Στερεώστε με βαριά μηχανήματα (κύλινδροι, κρόλοι, δονητές).
- Ενίσχυση του αναχώματος με πασσάλους και πλάκες από σκυρόδεμα.
- Ενίσχυση της δομής με κατευθυνόμενες εκρήξεις.
- Παράγετε βαθιά σταθεροποίηση του εδάφους.
- Κόψτε ένα κτίριο για να το ενισχύσετε με στηρίγματα.
Εάν σημειώνονται περιοδικά έντονες βροχοπτώσεις σε εργοτάξια, οι κατασκευαστές πρέπει νανα πραγματοποιήσει εποικοδομητικά μέτρα που θα στοχεύουν στην αύξηση της αντοχής ολόκληρης της δομής, συμπεριλαμβανομένων των δρόμων και των κτιρίων. Είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για την ενίσχυση της βάσης για την αποφυγή ανομοιόμορφης παραμόρφωσης του σκυροδέματος.
