Technogenní půdy jsou přirozené půdy a půdy, které prošly změnami a přemístěním v důsledku lidské výroby a ekonomických činností. Takový materiál se také nazývá umělá půda. Je vyroben pro průmyslové potřeby a také pro zlepšení městských oblastí.
Účel umělé půdy
Technogenní zeminy se často používají jako základ pro obytné, inženýrské a průmyslové budovy. Z tohoto materiálu jsou také konstruovány železniční náspy a hliněné hráze.
Objem výstavby na technogenních půdách se zpravidla měří ve stovkách miliard kubických metrů.
Inženýrsko-geologické vlastnosti půdy
Charakteristiky půdy jsou určeny složením její mateřské horniny nebo odpadem vznikajícím při jejím zpracování. Také inženýrsko-geologické vlastnosti technogenní půdy mohou být určeny povahou vlivu člověka na ni. Aby specialisté mohli přesně určit vlastnosti těženéhostavební materiál, GOST byl vytvořen pod číslem 25100-95. Jmenuje se „Půdy a jejich klasifikace“. V tomto dokumentu je materiál pro výstavbu inženýrských staveb (násypů a základů budov) rozdělen do samostatné třídy.
Klasifikace technogenních půd se skládá z několika skupin:
- 1 skupina: skalnatá, zmrzlá a rozptýlená. Můžete je rozlišit podle povahy strukturálních vazeb.
- 2 skupina: spojená, skalnatá, nepropojená, ne skalnatá a ledová. Liší se od sebe silou.
- 3 skupina: přírodní útvary, které se během svého přirozeného výskytu na Zemi změnily, stejně jako přirozené přemístěné útvary, které byly změněny v důsledku fyzikálního a fyzikálně-chemického dopadu. Odborníci také zahrnují objemné a aluviální půdy, které byly změněny v důsledku tepelného vystavení třetí skupině.
Třída technogenních půd je také určena jejím rozdělením na typy a druhy. Dělí se podle materiálového složení, názvu, dopadu, původu, stavu vzniku a dalších podmínek. Mnoho odborníků se domnívá, že stávající klasifikace technogenních objemných půd má řadu nedostatků a vyžaduje určité objasnění.
Kulturní vrstvy
Kulturní vrstvy se nazývají útvary zvláštního složení kvůli geologickým podmínkám oblasti, kde se materiál vyskytuje. Je určena povahou ekonomické činnosti. Taková technogenní půda má heterogenní složení podél vertikály a plochy. Vv moderním světě se aktivně používá ve stavebnictví.
K extrakci kulturní vrstvy, která leží několik set metrů hluboko v zemi, je zapotřebí vyvinout metodu inženýrského a geologického průzkumu. Během takové práce budou inženýři povinni organizovat místa pro sběr stavebních suti, jakož i domácího a průmyslového odpadu. Stojí za zvážení, že provádění takových prací na území starých hřbitovů a zvířecích pohřebišť je ruským zákonem přísně zakázáno.
Vysídlené přírodní útvary
Přirozené přemístěné útvary se nazývají půdy, které byly odstraněny z jejich přirozeného výskytu a poté podrobeny částečnému průmyslovému zpracování. Tento stavební materiál je tvořen rozptýlenými soudržnými a nesoudržnými zeminami.
Skamenné a poloskalnaté horniny jsou nejprve rozdrceny na strojích a poté jsou přesunuty již jako rozptýlené hrubozrnné zeminy. Totéž platí pro zmrzlé kameny. Podle způsobu pokládky se vysídlené útvary dělí na aluviální a objemné. Objemové půdy se zase v závislosti na povaze formace dělí na systematicky a neplánovaně skládkované. Také se dělí v závislosti na aplikaci na stavební a průmyslové.
Vzhledem k pevnostním charakteristikám technogenních zemin se používají pro stavbu silničních a železničních náspů. Tento materiál se také používá pro stavbu přehrad, přehrad, základů budov.
Funkce půdy
Inženýrské a geologické vlastnosti technogenních zemin používaných při výstavbě náspů a výsypek zahrnují:
- Narušení struktury horniny v tělese náspu v důsledku poklesu pevnosti stavebního materiálu.
- Frakcionace půdy a samovyrovnávání svahů.
- Změna trvanlivosti. Odolnost ve smyku se zvyšuje kvůli zhutnění nebo klesá kvůli velké vlhkosti.
- Vznik pórového tlaku v půdách nasycených vodou, což zvyšuje riziko sesuvů půdy.
V závislosti na litologickém složení odborníci rozdělují násypy na dva typy: homogenní a heterogenní. Tento faktor je proměnlivý a závisí na přirozené frakcionaci tohoto stavebního materiálu v procesu zásypu. V tomto případě jsou jemné frakce obvykle koncentrovány v horní části násypu a velké frakce - ve spodní části. To se děje v důsledku použití stavebních materiálů různého složení.
Síla půdy
Pevnostní charakteristiky objemných umělých zemin jsou určeny s ohledem na podmínky pro tvorbu svahů. Při výpočtu stability násypu musí inženýři vzít v úvahu neúplné zhutnění hmoty zeminy, které se posuzuje po zkoušce smykem.
Maximální hustoty umělé zeminy, která se používá pro stavbu náspů, je dosaženo po několika letech a závisí na typu použitého materiálu. Například písčitá hlínazeminy s nečistotami z rašeliny jsou zhutněny do 2-4 let od data dokončení stavby. Hlíny a jíly dosahují maximální hustoty během 8-12 let. Písčitohlinité náspy a písky střední a jemné frakce jsou zhutněny během 2-6 let.
Aluviální půda
Aluviální technogenní zemina je vytvářena pomocí hydraulické mechanizace pomocí potrubního systému. Během procesu výstavby provádějí specialisté organizované a neorganizované naplaveniny. První jsou nezbytné pro inženýrské a stavební účely. Jsou postaveny již s předem určenými vlastnostmi. Pomocí takových struktur se omývají husté vrstvy písku, přehrady a přehrady, navržené pro průměrný tlak vody.
Neorganizované naplaveniny se používají k přesunu půdních hornin, aby se uvolnila půda pro další práci, jako je těžba přírodních stavebních materiálů a jiných nerostů.
Výstavba zemních prací a uvolnění území hydromechanizací zahrnuje několik etap:
- Hydraulická těžba půdních hornin pomocí hydraulických monitorů a sacích bagrů.
- Hydrotransportace vytěženého materiálu prostřednictvím distribučních a hlavních potrubí.
- Organizace naplavenin technogenní půdy do zemních prací nebo volných území, která by měla sloužit k uložení vytěžené horniny.
Vlastnosti aluviálního stavebního materiálu
Inženýrské a geologické vlastnosti aluviálních půd jsou určeny jejich složením afyzikální a chemická interakce jejích jednotlivých částic s vodou. Složení technogenní zeminy používané ve stavebnictví závisí na místě její těžby v přírodních podmínkách a také na metodách prací spojených s výstavbou a naplavením tohoto stavebního materiálu.
Vlastnosti aluviální půdy závisí především na fyzikálních a geografických faktorech, jako je topografie lokality a klima v místě, kde se těží stavební materiály. Odborníci také berou v úvahu stav a vlastnosti základů aluviální struktury postavené z této horniny.
Složení aluviální půdy
Složení organické hmoty v aluviální půdě určuje dobu získání jejích fyzikálních a mechanických vlastností. Během procesu praní se směs dělí na frakce. Velké částice se koncentrují z větší části v blízkosti výstupu kejdy, v místě, kde se tvoří spádová zóna. Jemné částice písku se nacházejí ve střední zóně a jemné, skládající se převážně z jílu, tvoří zónu rybníka.
Inženýři sdílejí několik fází tvorby aluviálních půdních vlastností:
- Zpevnění stavebního materiálu, ke kterému dochází v důsledku gravitačního působení na něj. Dochází také k intenzivní ztrátě vody. Právě v tomto období probíhá hlavní proces sebezhutňování. Tento proces obvykle netrvá déle než rok.
- Zpevnění půdy nastává v důsledku stlačení písku. Mezi malými částicemi stavebního materiálu se zvyšuje dynamická stabilita. Tento proces trvá jeden až tři roky.let.
- Stabilizační stav vzniká díky tvorbě cementačních vazeb, které se nebojí proudění vody. V konečné fázi tohoto procesu jsou nivní písky výrazně zpevněny. Doba stabilizace konstrukce je dosažena po dobu deseti let nebo déle.
Výstavba budov na technogenní půdě
Veškeré probíhající práce při zásypech a naplavování pro další výstavbu staveb by měly být prováděny pouze s přísnou geotechnickou kontrolou, kterou provádí zkušený inženýrský personál. Stavební materiál je nutné hodnotit najednou podle více ukazatelů, jako je stupeň rovnoměrnosti násypu, obsah organických látek v něm, fyzikálně mechanické vlastnosti a podobně. Geologové také potřebují zjistit schopnost půdy produkovat různé plyny, jako je metan, a také oxid uhličitý. Ke vzniku těchto látek dochází v důsledku rozkladu organických látek.
Pokud se ukáže, že násep nemá dostatečnou pevnost, která je nutná pro další výstavbu, musí být stavěný objekt finalizován několika způsoby:
- Konsolidujte pomocí těžké techniky (válce, pěchy, vibrátory).
- Zpevněte násep betonovými pilotami a deskami.
- Zpevněte konstrukci řízenými explozemi.
- Vytvářejte hlubokou stabilizaci půdy.
- Prořízněte budovu, abyste ji vyztužili podpěrami.
Pokud se na staveništích pravidelně objevují silné deště, stavitelé to potřebujíprovést konstruktivní opatření, která budou zaměřena na zvýšení pevnosti celé konstrukce včetně komunikací a budov. Je nutné provést opatření ke zpevnění základu, aby se zabránilo nerovnoměrné deformaci betonu.
