Gleba technogeniczna: klasyfikacja i charakterystyka

Gleba wytworzona przez człowieka to gleba naturalna oraz gleba, która została zmieniona i przemieszczona w wyniku działalności gospodarczej i okupacyjnej człowieka. Materiał ten nazywany jest również sztuczną ziemią. Jest produkowany do użytku przemysłowego, ale także do kształtowania krajobrazu w obszarach miejskich.

Przeznaczenie terenu stworzonego przez człowieka

Gleby wytworzone przez człowieka są często wykorzystywane jako fundamenty budynków mieszkalnych, inżynieryjnych i przemysłowych. Materiał ten jest również wykorzystywany do budowy nasypów kolejowych i zapór ziemnych.

Z reguły objętość konstrukcji na gruncie stworzonym przez człowieka jest mierzona setkami miliardów metrów sześciennych.

Inżynieryjno-geologiczne właściwości gleby

O właściwościach gleby decyduje skład skały macierzystej lub odpadów powstałych w wyniku jej obróbki. Również właściwości inżyniersko-geologiczne gleby wytworzonej przez człowieka mogą być określone przez charakter oddziaływania na nią człowieka. GOST 25100-95 został stworzony, aby specjaliści mogli jednoznacznie określić cechy wydobytego materiału budowlanego. Nosi on nazwę "gleby i ich klasyfikacja". Poniżej przedstawiono klasyfikację gleb wytworzonych przez człowieka materiał dla Konstrukcje inżynierskie (nasypy i fundamenty budynków) są w osobnej klasie.

Klasyfikacja gleb wytworzonych przez człowieka składa się z kilku grup:

• grupa 1: gleby kamieniste, zmrożone i rozproszone. Można je wyróżnić ze względu na charakter ich wiązań strukturalnych.
• Grupa 2: Spójne, skaliste, niespoiste, nieskaliste i oblodzone. Różnią się one od siebie siłą.
• Grupa 3: utwory naturalne, które zostały zmienione podczas naturalnego osadzenia w ziemi, a także utwory naturalne przemieszczone, zmienione w wyniku oddziaływań fizycznych i fizykochemicznych. Ta trzecia grupa obejmuje również materiał sypki i wypełniający, który został zmieniony przez naprężenia termiczne.

Klasa gleb technogenicznych określona jest również przez jej podział na typy i rodzaje. Podzielone według składu materiału, nominału, ekspozycji, pochodzenia, stanu uformowania i innych warunków. Wielu ekspertów uważa, że istniejąca klasyfikacja technogenicznych gleb nasypowych ma szereg niedociągnięć i wymaga pewnego dopracowania.

warstwy kulturowe

Warstwy kulturowe to utwory o określonym składzie, wynikającym z warunków geologicznych obszaru, na którym materiał jest zdeponowany. Decyduje o tym charakter działalności gospodarczej. Ten typ gleby antropogenicznej ma nierównomierny skład pionowy i obszarowy. We współczesnym świecie jest aktywnie wykorzystywany w budownictwie.

W celu wydobycia warstwy kulturowej, która leży kilkaset metrów pod ziemią, należy wykonać badania geotechniczne. Podczas tych prac inżynierowie będą musieli zorganizować miejsce dla Odpady budowlane, komunalne i przemysłowe. Warto pamiętać, że takie prace na terenie starych cmentarzy i miejsc pochówku są ściśle zabronione przez rosyjskie ustawodawstwo.

Przemieszczone formacje naturalne

Utwory przemieszczone to gleby, które zostały usunięte ze swoich naturalnych siedlisk, a następnie częściowo przetworzone na cele produkcyjne. W skład tego materiału budowlanego wchodzą rozproszone grunty spoiste i niespoiste.

Skały skaliste i półskaliste są najpierw kruszone na maszynach, a następnie wyrzucane w postaci rozproszonych gleb gruboziarnistych. To samo dotyczy zamarzniętej ziemi. Ze względu na sposób umieszczenia formacje wypierane dzielą się na prefabrykowane i masowe. W zależności od charakteru ich powstawania, gleby nasypowe dzieli się na systematyczne i niesystematyczne. Również ze względu na zastosowanie dzieli się je na budowlane i przemysłowe.

Ze względu na właściwości wytrzymałościowe gruntów sztucznych są one wykorzystywane do budowy nasypów drogowych i kolejowych. Materiał ten wykorzystywany jest również przy budowie zapór, wałów i nasypów, podstawy dla budynków.

Właściwości gleb

Do cech inżynierskich i geologicznych gruntów technogenicznych stosowanych w budowie nasypów i składowisk należą:

1. Zaburzenia struktury skalnej w korpusie nasypu w wyniku obniżenia wytrzymałości materiału budowlanego.
2. Frakcjonowanie gleby i samopoziomujące się zbocza.
3. Zmiany w wytrzymałości. Opór ścinania wzrasta w wyniku zagęszczenia lub maleje w wyniku silnego nawilżenia.
4. Tworzenie się ciśnienia porowego w nasyconych wodą gruntach nasypowych, co skutkuje zwiększonym ryzykiem powstawania osuwisk.

W zależności od składu litologicznego eksperci dzielą nasypy na dwa rodzaje: jednorodne i niejednorodne. Współczynnik ten jest zmienny i zależy od naturalnego frakcjonowania tego materiału budowlanego podczas wysypywania. Mniejsze frakcje koncentrują się zazwyczaj w górnej części kopca, natomiast większe w dolnej części. Jest to wynik zastosowania materiałów budowlanych o różnych składach.

Wytrzymałość gruntu

Właściwości wytrzymałościowe gruntów sypkich określane są z uwzględnieniem warunków formowania skarp. Przy obliczaniu stateczności nasypu inżynierowie muszą uwzględnić niepełne zagęszczenie masy gruntu, które ocenia się po próbie ścinania.

Maksymalne zagęszczenie gruntu sztucznego stosowanego do budowy nasypów osiągane jest po kilku latach i zależy od rodzaju użytego materiału. Na przykład glina piaszczysta i gleba piaszczysta z domieszką torfu ulegnie zagęszczeniu w ciągu 2-4 lat od zakończenia budowy. Iły i gliny osiągają maksymalną gęstość w ciągu 8-12 lat. Glina piaszczysta i piasek o średnim i drobnym uziarnieniu są zagęszczane w ciągu 2-6 lat.

Gleba do rekultywacji

skała płonna powstaje w wyniku hydromechanizacji z wykorzystaniem systemu rurociągów. W trakcie budowy specjaliści wykonują zorganizowane i niezorganizowane działania rekultywacyjne. Pierwszy konieczny dla Cele inżynieryjne i budowlane. Są one skonstruowane z wcześniej ustalonych właściwości. Stosuje się je do wypełniania zwartych warstw piasku, zapór i wałów przeciwpowodziowych, przeznaczonych do średnich ciśnień wody.

Niezorganizowane prace rekultywacyjne służą do przemieszczania skały macierzystej w celu udostępnienia terenu pod przyszłe zagospodarowanie, np. wydobycie naturalnych materiałów budowlanych i innych kopalin.

Wznoszenie robót ziemnych i oczyszczanie terenu za pomocą hydromechanizacji obejmuje kilka etapów:

1. Hydrauliczne wydobywanie gruntów za pomocą palników hydraulicznych i pogłębiarek.
2. Transport wodny urobku poprzez rurociągi rozdzielcze i główne.
3. Zorganizowanie rekultywacji gleby wytworzonej przez człowieka w konstrukcje ziemne lub wolne przestrzenie, które zostaną wykorzystane do zwałowania skał.

Właściwości materiału rekultywacyjnego

O właściwościach inżynierskich i geologicznych gruntów rekultywacyjnych decyduje ich skład oraz fizyczne i chemiczne oddziaływanie jego poszczególnych cząstek z wodą. Skład gruntów sztucznych stosowanych w budownictwie zależy od miejsca ich wydobycia w stanie dzikim, a także od rodzaju prac budowlanych i rekultywacyjnych związanych z tym materiałem budowlanym.

Właściwości skał rekultywacyjnych zależą przede wszystkim od czynników fizycznych i geograficznych, takich jak topografia terenu i klimat w miejscu wydobycia materiału budowlanego. Specjaliści biorą też pod uwagę stan i właściwości podłoża pod budowle rekultywacyjne zbudowane z tej skały.

Skład gleby prefabrykowanej

Skład materii organicznej w glebach wytworzonych przez człowieka decyduje o czasie nabywania ich właściwości fizycznych i mechanicznych. W procesie rekultywacji mieszanina jest rozdzielana na frakcje. Cząstki grube koncentrują się głównie w pobliżu wylotu gnojowicy, w obszarze, w którym tworzy się strefa rowu. Drobne cząstki piasku osadzają się w strefie pośredniej, a drobne cząstki piasku, składające się głównie z gliny, tworzą strefę stawową.

Inżynierowie dzielą właściwości gleb rekultywacyjnych na kilka etapów:

1. Zagęszczenie materiału budowlanego, które jest wynikiem działania na niego siły ciężkości. Następuje również intensywne uwalnianie wody. To właśnie w tym czasie cząstki cienkiego piasku będą się stabilizować Proces podstawowy Samozagęszczanie. Proces ten zwykle nie trwa dłużej niż rok.
2. Utwardzenie gleby uzyskuje się przez ściskanie piasku. Pomiędzy drobnymi cząstkami materiału budowlanego zwiększa się stabilność dynamiczna. Proces ten trwa od jednego do trzech lat.
3. Stan stabilizacji powstaje w wyniku tworzenia się wiązań cementacyjnych, na które nie mają wpływu prądy wodne. W końcowym etapie tego procesu piaski rekultywacyjne są znacznie utwardzane. Stabilizacja struktury może być osiągnięta w ciągu dekady lub dłużej.

Budowa budynków na gruncie sztucznym

Wszystkie prace ziemne i rekultywacyjne związane z budową konstrukcji muszą być nadzorowane przez doświadczonych inżynierów. Materiał budowlany musi być oceniony w kilku obszarach, takich jak jednorodność nasypu, zawartość substancji organicznych, właściwości fizyczne i mechaniczne itp. Inżynier geotechniki musi również ocenić zdolność gruntu do generowania różnych gazów, takich jak metan i dwutlenek węgla. Powstanie tych substancji jest wynikiem rozkładu materii organicznej.

Jeśli okaże się, że nasyp nie ma wystarczającej wytrzymałości wymaganej do dalszej budowy, wykonana konstrukcja musi być do uzupełnienia na kilka sposobów:

1. Zagęszczanie ciężkim sprzętem (walce, ubijaki, maszyny wibrujące).
2. Wzmocnienie nasypu za pomocą betonowych pali i płyt.
3. Wzmocnienie konstrukcji za pomocą ukierunkowanego czyszczenia strumieniowego.
4. Przeprowadzenie konsolidacji pod ziemią.
5. Przecinanie konstrukcji w celu wzmocnienia jej podporami.

Jeśli place budowy są narażone na sporadyczne, intensywne opady deszczu, budowniczowie muszą wdrożyć środki konstrukcyjne zwiększające trwałość całej konstrukcji, w tym dróg, budynków. Należy podjąć działania mające na celu wzmocnienie fundamentu, aby zapobiec nierównomiernym odkształceniom betonu.