Техногендік топырақтар – адамның өндірістік және шаруашылық әрекеті нәтижесінде өзгерістерге және жылжуларға ұшыраған табиғи топырақтар мен топырақтар. Мұндай материалды жасанды топырақ деп те атайды. Ол өнеркәсіптік қажеттіліктерге, сондай-ақ қалалық аумақтарды абаттандыруға арналған.
Жасанды топырақтың мақсаты
Техногендік топырақтар көбінесе тұрғын үй, инженерлік және өндірістік ғимараттардың іргетасы ретінде пайдаланылады. Сондай-ақ темір жол жағалаулары мен топырақ бөгеттер осы материалдан жасалған.
Ереже бойынша техногендік топырақтағы құрылыс көлемі жүздеген миллиард текше метрмен өлшенеді.
Топырақтың инженерлік-геологиялық қасиеттері
Топырақтың сипаттамалары оның негізгі тау жыныстарының құрамымен немесе оны өңдеу кезінде пайда болатын қалдықтармен анықталады. Сондай-ақ техногендік топырақтың инженерлік-геологиялық қасиеттерін оған адамның әсер ету сипатымен анықтауға болады. Мамандар өндірудің сипаттамаларын дәл анықтай алуы үшінқұрылыс материалы, ГОСТ 25100-95 санымен жасалған. «Топырақтар және олардың классификациясы» деп аталады. Бұл құжатта инженерлік құрылыстарды (жиындар мен құрылыс іргетасын) салуға арналған материал жеке сыныпқа бөлінген.
Техногендік топырақтардың классификациясы бірнеше топтардан тұрады:
- 1 топ: тасты, мұздатылған және шашыраңқы. Оларды құрылымдық байланыстардың сипаты бойынша ажыратуға болады.
- 2 топ: қосылған, жартасты, байланыссыз, жартасты және мұзды емес. Олар бір-бірінен күшімен ерекшеленеді.
- 3 топ: жер бетінде табиғи пайда болу кезінде өзгерген табиғи түзілімдер, сондай-ақ физикалық және физика-химиялық әсер ету нәтижесінде өзгерген табиғи ығысқан түзілімдер. Сондай-ақ, мамандар үшінші топтағы термиялық әсердің нәтижесінде өзгерген сусымалы және аллювиалды топырақтарды қамтиды.
Сонымен қатар техногендік топырақтар класы оны түрлерге және түрлерге бөлу арқылы анықталады. Материалдық құрамына, атауына, әсеріне, шығу тегіне, қалыптасу жағдайына және басқа жағдайларға қарай бөлінеді. Көптеген сарапшылардың пайымдауынша, техногендік сусымалы топырақтардың қолданыстағы классификациясы бірқатар кемшіліктерге ие және біршама нақтылауды қажет етеді.
Мәдени қабаттар
Мәдени қабаттар материал орналасқан аймақтың геологиялық жағдайына байланысты ерекше құрамды түзілімдер деп аталады. Ол экономикалық қызметтің сипатымен анықталады. Мұндай техногендік топырақ вертикаль және аудан бойынша гетерогенді құрамға ие. ATқазіргі әлемде ол құрылыста белсенді түрде қолданылады.
Жердің бірнеше жүз метр тереңдігінде жатқан мәдени қабатты алу үшін инженерлік-геологиялық барлау әдісін әзірлеу қажет. Мұндай жұмыстарды жүргізу кезінде инженерлер құрылыс қоқыстарын, сондай-ақ тұрмыстық және өндірістік қалдықтарды жинайтын орындарды ұйымдастыруға міндетті болады. Ескі зираттар мен мал қорымдарының аумағында мұндай жұмыстарды жүргізуге Ресей заңнамасымен қатаң тыйым салынғанын ескерген жөн.
Ауыстырылған табиғи түзілімдер
Табиғи ығысқан түзілімдер табиғи жағдайдан жойылып, кейін жартылай өнеркәсіптік өңдеуге ұшыраған топырақтар деп аталады. Бұл құрылыс материалы дисперсті біріктірілген және жабыспайтын топырақтардан жасалған.
Тасты және жартылай жартасты жыныстар алдымен машиналарда ұсақталады, содан кейін олар дисперсті ірі түйіршікті топырақ ретінде қозғалады. Бұл мұздатылған тау жыныстарына да қатысты. Төсеу тәсілі бойынша ығысқан түзілімдер аллювийлік және көлемді болып бөлінеді. Өз кезегінде сусымалы топырақтар қабаттың сипатына қарай жүйелі және жоспарсыз төгілетін болып бөлінеді. Олар сондай-ақ қолданылуына қарай құрылыс және өнеркәсіптік болып бөлінеді.
Техногендік топырақтардың беріктік сипаттамаларына байланысты олар автомобиль және темір жол жағалауларын салу үшін қолданылады. Сондай-ақ, бұл материал бөгеттерді, бөгеттерді, ғимараттардың іргетасын салу үшін қолданылады.
Топырақ ерекшеліктері
Жағалаулар мен үйінділерді салуда қолданылатын техногендік топырақтардың инженерлік-геологиялық ерекшеліктеріне мыналар жатады:
- Құрылыс материалының беріктігінің төмендеуі нәтижесінде үйінді корпусындағы тау жыныстарының құрылымының бұзылуы.
- Топырақтың фракциялануы және беткейлердің өздігінен тегістелуі.
- Төзімділіктің өзгеруі. Ығысуға төзімділік тығыздауға байланысты артады немесе қатты ылғалға байланысты азаяды.
- Суға қаныққан топырақтарда саңылау қысымы үйінділерінің пайда болуы, көшкін қаупін арттырады.
Литологиялық құрамына қарай мамандар үйінділерді екі түрге бөледі: біртекті және гетерогенді. Бұл фактор айнымалы болып табылады және толтыру процесінде осы құрылыс материалының табиғи фракциясына байланысты. Бұл жағдайда ұсақ фракциялар әдетте жағалаудың жоғарғы бөлігінде, ал үлкен фракциялар төменгі бөлігінде шоғырланған. Бұл әртүрлі құрамдағы құрылыс материалдарын пайдалану нәтижесінде орын алады.
Топырақтың беріктігі
Сусымалы жасанды топырақтардың беріктік сипаттамалары еңістердің қалыптасу жағдайларын ескере отырып анықталады. Жағалаудың тұрақтылығын есептеу кезінде инженерлер ығысу сынауынан кейін бағаланатын топырақ массасының толық емес тығыздалуын ескеруі керек.
Жағалауларды тұрғызу үшін қолданылатын жасанды топырақтың максималды тығыздығына бірнеше жылдан кейін жетеді және ол қолданылатын материал түріне байланысты. Мысалы, құмды сазшымтезек қоспалары бар топырақ құрылыс аяқталған күннен бастап 2-4 жыл ішінде тығыздалады. Саздар мен саздар ең жоғары тығыздыққа 8-12 жыл ішінде жетеді. Құмды үйінділер мен орташа және ұсақ фракциялардың құмдары 2-6 жыл ішінде тығыздалады.
Аллювийлік топырақ
Аллювийлік техногенді топырақты құбыр жүйесі арқылы гидравликалық механикаландыру көмегімен жасайды. Құрылыс барысында мамандар ұйымдасқан және ұйымдастырылмаған аллювийлерді жүргізеді. Біріншісі инженерлік және құрылыс мақсаттары үшін қажет. Олар алдын ала белгіленген қасиеттермен салынған. Осындай құрылымдардың көмегімен орташа су қысымына есептелген тығыз құм қабаттары, бөгеттер мен бөгеттер жуылады.
Ұйымдастырылмаған аллювий табиғи құрылыс материалдарын және басқа да пайдалы қазбаларды өндіру сияқты әрі қарай жұмыс істеу үшін жерді босату үшін топырақ жыныстарын жылжыту үшін қолданылады.
Жер жұмыстарын салу және аумақтарды гидромеханизациялау арқылы босату бірнеше кезеңдерді қамтиды:
- Гидравликалық мониторлар мен сорғыштар арқылы топырақ жыныстарын гидравликалық өндіру.
- Өндірілетін материалды тарату және магистральдық құбырлар арқылы гидротасымалдау.
- Техногендік топырақтың аллювийін жер жұмыстарына немесе өндірілген жынысты орналастыруға қызмет ететін бос аумақтарға ұйымдастыру.
Аллювийлік құрылыс материалының қасиеттері
Аллювийлік топырақтардың инженерлік-геологиялық қасиеттері олардың құрамы меноның жеке бөлшектерінің сумен физикалық және химиялық әрекеттесуі. Құрылыста қолданылатын техногендік топырақтың құрамы оның табиғи жағдайда алыну орнына, сондай-ақ осы құрылыс материалының құрылысы мен аллювийіне байланысты жұмыс әдістеріне байланысты.
Аллювиалды топырақтың қасиеттері ең алдымен учаскенің жер бедері мен құрылыс материалдары өндірілетін жердегі климат сияқты физикалық-географиялық факторларға байланысты. Сондай-ақ мамандар осы жыныстан салынған аллювиальды құрылымның іргетасының жағдайы мен қасиеттерін ескереді.
Аллювийлік топырақтың құрамы
Аллювийлік топырақтағы органикалық заттардың құрамы оның физикалық-механикалық қасиеттерін алу уақытын анықтайды. Жуу процесінде қоспасы фракцияларға бөлінеді. Ірі бөлшектер көбіне суспензияның шығатын жеріне жақын жерде, еңіс аймағы қалыптасқан жерде шоғырланған. Ұсақ құм бөлшектері аралық аймақта орналасқан, ал негізінен саздан тұратын ұсақ бөлшектер тоған аймағын құрайды.
Инженерлер аллювийлік топырақ қасиеттерінің қалыптасуының бірнеше кезеңдерін бөліседі:
- Құрылыс материалының консолидациясы, оған гравитациялық әсер ету нәтижесінде пайда болады. Сондай-ақ судың қарқынды жоғалуы байқалады. Дәл осы кезеңде өзін-өзі нығыздаудың негізгі процесі жүреді. Бұл процесс әдетте бір жылдан аспайды.
- Топырақтың нығаюы құмның қысылуына байланысты болады. Құрылыс материалының ұсақ бөлшектері арасында динамикалық тұрақтылық артады. Бұл процесс бір жылдан үш жылға дейін созылады.жыл.
- Тұрақтандыру жағдайы су ағындарынан қорықпайтын цементтеу байланыстарының түзілуіне байланысты қалыптасады. Бұл процестің соңғы кезеңінде аллювиальды құмдар айтарлықтай күшейеді. Құрылымды тұрақтандыру ұзақтығы он немесе одан да көп жылға жетеді.
Техногендік топырақта ғимараттар салу
Құрылыстарды одан әрі салу үшін толтыру және аллювий кезіндегі барлық жүргізілетін жұмыстар тәжірибелі инженерлік персонал жүргізетін қатаң геотехникалық бақылаумен ғана жүргізілуі керек. Құрылыс материалы бірден бірнеше көрсеткіштер бойынша бағалануы керек, мысалы, жағалаудың біркелкі болу дәрежесі, ондағы органикалық заттардың мөлшері, физикалық-механикалық қасиеттері және т.б. Сондай-ақ, геологтар топырақтың метан сияқты әртүрлі газдарды, сондай-ақ көмірқышқыл газын шығару қабілетін анықтауы керек. Бұл заттардың түзілуі органикалық заттардың ыдырауы нәтижесінде болады.
Жағалаудың әрі қарай салу үшін қажетті беріктігі жеткіліксіз екені анықталса, салынған нысанды бірнеше жолмен аяқтау керек:
- Ауыр техникамен біріктіру (роликтер, соқпақтар, вибраторлар).
- Жағалауды бетон қадалармен және плиталармен нығайтыңыз.
- Құрылымды бағытталған жарылыстармен күшейтіңіз.
- Топырақты терең тұрақтандырыңыз.
- Ғимаратты тіректермен нығайту үшін оны кесіңіз.
Құрылыс алаңдарында мезгіл-мезгіл қатты жаңбыр жауса, құрылысшылар қажетжолдар мен ғимараттарды қоса алғанда, бүкіл құрылымның беріктігін арттыруға бағытталған сындарлы шараларды жүзеге асыру. Бетонның біркелкі емес деформациясын болдырмау үшін іргетасты нығайту бойынша шараларды жүргізу қажет.
