Technogene Böden sind natürliche Böden und Böden, die durch menschliche Produktion und wirtschaftliche Aktivitäten verändert und verdrängt wurden. Solches Material wird auch künstlicher Boden genannt. Es ist sowohl für den industriellen Bedarf als auch für die Verbesserung städtischer Gebiete konzipiert.
Zweck des künstlichen Bodens
Technogene Böden werden häufig als Fundament für Wohn-, Ingenieur- und Industriebauten verwendet. Auch Bahndämme und Erddämme werden aus diesem Material gebaut.
Bauvolumen auf technogenen Böden werden in der Regel in Hunderten von Milliarden Kubikmetern gemessen.
Ingenieurgeologische Eigenschaften des Bodens
Die Eigenschaften des Bodens werden durch die Zusammensetzung seines Ausgangsgesteins oder die bei seiner Verarbeitung anfallenden Abfälle bestimmt. Auch die ingenieurgeologischen Eigenschaften von technogenem Boden können durch die Art der menschlichen Einwirkung auf ihn bestimmt werden. Damit Spezialisten die Eigenschaften des Abgebauten genau bestimmen könnenBaumaterial wurde GOST unter der Nummer 25100-95 erstellt. Es heißt "Böden und ihre Klassifizierung". In diesem Dokument wird das Material für den Bau von Ingenieurbauwerken (Böschungen und Gebäudefundamente) in eine eigene Klasse eingeteilt.
Klassifizierung von technogenen Böden besteht aus mehreren Gruppen:
- 1 Gruppe: felsig, gefroren und verstreut. Sie können sie anhand der Art der strukturellen Bindungen unterscheiden.
- 2 Gruppe: verbunden, felsig, unverbunden, nicht felsig und eisig. Sie unterscheiden sich in ihrer Stärke.
- 3-Gruppe: natürliche Formationen, die sich während ihres natürlichen Vorkommens in der Erde verändert haben, sowie natürliche verdrängte Formationen, die durch physikalische und physikalisch-chemische Einwirkung verändert wurden. Experten zählen auch Massen- und Schwemmböden, die infolge thermischer Belastung zur dritten Gruppe verändert wurden.
Auch die Klasse der technogenen Böden wird bestimmt, indem man sie in Typen und Arten einteilt. Unterteilt nach stofflicher Zusammensetzung, Bezeichnung, Auswirkung, Herkunft, Entstehungszustand und sonstigen Gegebenheiten. Viele Experten sind der Ansicht, dass die bestehende Klassifizierung von technogenen Massenböden eine Reihe von Mängeln aufweist und einer Klärung bedarf.
Kulturschichten
Kulturschichten werden aufgrund der geologischen Bedingungen des Gebietes, in dem das Material vorkommt, als Formationen einer besonderen Zusammensetzung bezeichnet. Sie wird durch die Art der Wirtschaftstätigkeit bestimmt. Ein solcher technogener Boden hat eine heterogene Zusammensetzung entlang der Vertikalen und der Fläche. BEIMIn der modernen Welt wird es aktiv im Bauwesen eingesetzt.
Um die Kulturschicht, die mehrere hundert Meter tief in der Erde liegt, zu extrahieren, ist es erforderlich, eine Methode des Ingenieurwesens und der geologischen Untersuchung zu entwickeln. Während dieser Arbeiten müssen Ingenieure Orte für die Sammlung von Bauschutt sowie Haus- und Industrieabfällen organisieren. Es ist zu bedenken, dass die Durchführung solcher Arbeiten auf dem Territorium alter Friedhöfe und Tiergräberstätten nach russischem Recht strengstens verboten ist.
Verdrängte Naturformationen
Natürliche Verdrängungsformationen werden Böden genannt, die ihrem natürlichen Vorkommen entnommen und dann teilweise industriell verarbeitet wurden. Dieser Baustoff wird aus verstreuten bindigen und nichtbindigen Böden gebildet.
Fels- und Halbfelsgesteine werden zunächst maschinell zerkleinert und dann bereits als aufgelockerte grobkörnige Böden bewegt. Gleiches gilt für gefrorene Steine. Je nach Verlegemethode werden die verdrängten Formationen in Schwemmland und Schüttgut unterteilt. Schüttböden wiederum werden je nach Art der Formation in systematisch und ungeplant abgeladene Böden unterteilt. Sie werden auch je nach Anwendung in Bau und Industrie unterteilt.
Aufgrund der Festigkeitseigenschaften von technogenen Böden werden sie für den Bau von Straßen- und Eisenbahndämmen verwendet. Dieses Material wird auch für den Bau von Dämmen, Dämmen und Fundamenten für Gebäude verwendet.
Bodenmerkmale
Zu den technischen und geologischen Merkmalen von technogenen Böden, die beim Bau von Böschungen und Deponien verwendet werden, gehören:
- Verletzung der Felsstruktur im Böschungskörper durch Festigkeitsminderung des Baumaterials.
- Bodenfraktionierung und Selbstglättung von Hängen.
- Änderung der H altbarkeit. Die Scherfestigkeit erhöht sich durch Verdichtung oder verringert sich durch starke Feuchtigkeit.
- Bildung von Porendruckhügeln in wassergesättigten Böden, die das Risiko von Erdrutschen erhöhen.
Je nach lithologischer Zusammensetzung unterteilen Experten Böschungen in zwei Typen: homogene und heterogene. Dieser Faktor ist variabel und hängt von der natürlichen Fraktionierung dieses Baustoffs beim Verfüllen ab. In diesem Fall konzentrieren sich feine Fraktionen normalerweise im oberen Teil des Dammes und große Fraktionen im unteren. Dies geschieht durch die Verwendung von Baustoffen unterschiedlicher Zusammensetzung.
Bodenfestigkeit
Die Festigkeitseigenschaften von künstlichen Massenböden werden unter Berücksichtigung der Bedingungen für die Bildung von Hängen bestimmt. Bei der Berechnung der Standsicherheit einer Böschung müssen Ingenieure die unvollständige Verdichtung der Bodenmasse berücksichtigen, die nach dem Scherversuch beurteilt wird.
Die maximale Dichte von künstlichem Boden, der für den Bau von Böschungen verwendet wird, wird nach mehreren Jahren erreicht und hängt von der Art des verwendeten Materials ab. Zum Beispiel sandiger LehmBöden mit Torfverunreinigungen werden innerhalb von 2-4 Jahren nach Bauabschluss verdichtet. Lehme und Tone erreichen ihre maximale Dichte innerhalb von 8-12 Jahren. Sandige Lehmböschungen und Sande mittlerer und feiner Fraktionen werden innerhalb von 2-6 Jahren verdichtet.
Schwemmboden
Alluvialer technogener Boden wird mit Hilfe der hydraulischen Mechanisierung unter Verwendung eines Rohrleitungssystems erzeugt. Während des Bauprozesses führen Spezialisten organisierte und unorganisierte Alluvien durch. Die ersten sind für technische und bauliche Zwecke erforderlich. Sie sind bereits mit vorgegebenen Eigenschaften gebaut. Mit Hilfe solcher Strukturen werden dichte Sandschichten, Dämme und Dämme gewaschen, die für einen durchschnittlichen Wasserdruck ausgelegt sind.
Unorganisiertes Alluvium wird verwendet, um Bodengestein zu bewegen, um Land für weitere Arbeiten wie die Gewinnung natürlicher Baumaterialien und anderer Mineralien freizugeben.
Der Bau von Erdarbeiten und die Freisetzung von Gebieten durch Hydromechanisierung umfasst mehrere Phasen:
- Hydraulischer Abbau von Erdgestein mit hydraulischen Monitoren und Saugbaggern.
- Hydrotransport von abgebautem Material durch Verteilungs- und Hauptleitungen.
- Organisation von Anschwemmungen technogener Böden zu Erdwällen oder freien Territorien, die der Aufnahme des abgebauten Gesteins dienen sollen.
Eigenschaften von Schwemmbaustoffen
Engineering und geologische Eigenschaften von Schwemmböden werden durch ihre Zusammensetzung bestimmt undphysikalische und chemische Wechselwirkung seiner einzelnen Teilchen mit Wasser. Die Zusammensetzung des beim Bau verwendeten technogenen Bodens hängt vom Ort seiner Gewinnung unter natürlichen Bedingungen sowie von den mit dem Bau und dem Anschwemmen dieses Baumaterials verbundenen Arbeitsmethoden ab.
Die Eigenschaften von Auenböden hängen in erster Linie von physikalischen und geografischen Faktoren ab, wie der Topografie des Standorts und dem Klima am Ort der Baustoffgewinnung. Außerdem berücksichtigen Experten den Zustand und die Eigenschaften des Fundaments der Schwemmstruktur, die aus diesem Gestein errichtet wurde.
Zusammensetzung des Schwemmbodens
Die Zusammensetzung der organischen Substanz im Schwemmboden bestimmt den Zeitpunkt des Erwerbs seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Während des Waschvorgangs wird die Mischung in Fraktionen aufgeteilt. Große Partikel werden zum größten Teil in der Nähe des Auslasses der Aufschlämmung konzentriert, an der Stelle, wo die Böschungszone gebildet wird. Feine Sandpartikel befinden sich in der Zwischenzone und feine, hauptsächlich aus Lehm bestehende, bilden die Teichzone.
Ingenieure teilen sich mehrere Stadien bei der Bildung alluvialer Bodeneigenschaften:
- Verfestigung von Baumaterial, die durch Schwerkrafteinwirkung auf dieses auftritt. Es gibt auch starken Wasserverlust. In dieser Zeit findet der Hauptprozess der Selbstverdichtung statt. Dieser Vorgang dauert in der Regel nicht länger als ein Jahr.
- Die Bodenverfestigung erfolgt durch Sandverdichtung. Zwischen kleinen Baustoffpartikeln erhöht sich die dynamische Stabilität. Dieser Prozess dauert ein bis drei Jahre. Jahre.
- Der Stabilisierungszustand wird durch die Bildung von Zementierungsbindungen gebildet, die keine Angst vor Wasserströmungen haben. In der Endphase dieses Prozesses werden alluviale Sande erheblich gestärkt. Die Dauer der Stabilisierung der Struktur wird für zehn Jahre oder mehr erreicht.
Bau von Gebäuden auf technogenem Boden
Alle laufenden Arbeiten beim Verfüllen und Aufschwemmen für den weiteren Bau von Bauwerken sollten nur unter strenger geotechnischer Kontrolle durchgeführt werden, die von einem erfahrenen Ingenieurteam durchgeführt wird. Das Baumaterial muss sofort anhand mehrerer Indikatoren bewertet werden, z. B. des Gleichmäßigkeitsgrades der Böschung, des Geh alts an organischen Substanzen darin, der physikalischen und mechanischen Eigenschaften usw. Außerdem müssen Geologen die Fähigkeit des Bodens herausfinden, verschiedene Gase wie Methan und Kohlendioxid zu erzeugen. Die Bildung dieser Stoffe erfolgt durch die Zersetzung organischer Substanzen.
Wenn sich herausstellt, dass die Böschung nicht genügend Festigkeit hat, die für den weiteren Bau erforderlich ist, muss das gebaute Objekt auf verschiedene Weise fertiggestellt werden:
- Konsolidieren mit schweren Maschinen (Walzen, Stampfer, Vibratoren).
- Die Böschung mit Betonpfählen und -platten verstärken.
- Stärke die Struktur mit gerichteten Explosionen.
- Erzeuge eine tiefe Bodenstabilisierung.
- Schneiden Sie ein Gebäude durch, um es mit Stützen zu verstärken.
Wenn es auf Baustellen regelmäßig zu starken Regenfällen kommt, müssen Bauherrenkonstruktive Maßnahmen durchführen, die darauf abzielen, die Festigkeit der gesamten Struktur, einschließlich Straßen und Gebäude, zu erhöhen. Um eine ungleichmäßige Verformung des Betons zu vermeiden, sind Maßnahmen zur Verstärkung des Fundaments erforderlich.
