Сулы жер мәселелерін шешудің құрылыс әдістері
Су басқан топырақ құрылыс жобаларында, әсіресе жер асты суларының деңгейі таяз жерлерде, батпақтарда, бұрынғы күріш алқаптарында немесе өзендер мен жағалау сызығына жақын жерлерде ең көп таралған қиындықтардың бірі болып табылады. Бұл жағдай топырақтағы судың көп мөлшерімен, әртүрлі өткізгіштігімен және төмен көтеру қабілетімен сипатталады. Егер тиісті әдістермен шешілмесе, су басқан топырақ жердің шөгуіне, қазба көшкініне, ағып кетуге, құрылымдық зақымдануға, жобаның кешігуіне және шығындардың асып кетуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан, су басқан топырақ мәселелерін шешу үшін құрылыс әдістерін таңдау геотехникалық зерттеулерге, гидрологиялық жағдайларға және құрылымдық жобалау талаптарына негізделуі керек.
Су басқан жерлердің сипаттамалары мен қауіптері
Техникалық тұрғыдан алғанда, батпақты топырақтар көбінесе жер асты суларының жоғары деңгейлерімен және/немесе кеуектерінде суды ұстап қалатын саз бен тұнба сияқты ұсақ түйіршікті топырақтармен байланысты. Құмды топырақтарда су оңай ағып кетуі мүмкін, бұл қазу кезінде су ағынына байланысты «құбырлардың» немесе ішкі эрозияның қаупін арттырады. Қаныққан сазды топырақтарда негізгі қиындық ұзақ мерзімді тығыздалу болып табылады - кеуекті су ғимараттың салмағымен сығылып шыққан кезде топырақ тығыздала береді, бұл біртіндеп шөгуге әкеледі.
Су басқан топырақтардағы негізгі қауіптерге мыналар жатады: (1) төмен көтеру қабілеті, бұл таяз іргетастардың қауіпсіз болмауына әкеледі; (2) қазу жұмыстарының тұрақтылығының нашарлығы, қазу қабырғалары оңай құлайды; (3) су мөлшері оңтайлы деңгейден асып кететіндіктен, бөгеттерді тығыздаудағы қиындықтар; (4) бетон және жер асты жұмыстарын бұзатын судың ағып кетуі; және (5) жер сілкінісі кезінде қаныққан құмда сұйылту мүмкіндігі. Сондықтан, өңдеу тек топырақты «кептіру» үшін ғана емес, сонымен қатар топырақтың тұрақтылығы мен беріктігін арттыру үшін де жүргізіледі.
Әдістің негізі ретінде алдын ала тергеу
Табысты анықтаудың алғашқы қадамы - далалық және зертханалық зерттеулер: зондтау сынақтары (ЗСС), ЗССС, бұрғылау, жер асты суларының деңгейін өлшеу, өткізгіштік сынақтары және топырақтың физикалық және механикалық қасиеттері. Бұл деректер жұмсақ қабаттардың тереңдігін, қаныққан топырақтың қалыңдығын, шөгу ықтималдығын және топырақты жақсарту стратегияларын немесе іргетас нұсқаларын анықтау үшін қолданылады. Тиісті деректерсіз таңдалған әдіс тиімсіз болуы немесе тіпті дифференциалды шөгу сияқты жаңа мәселелерді тудыруы мүмкін.
Сусыздандыру әдісі (жұмыс орнын кептіру)
Сусыздандыру - жер асты суларын бақылаудың ең көп қолданылатын әдісі, осылайша қазба жұмыстары мен іргетас жұмыстарын қауіпсіз жүргізуге болады. Кейбір кең таралған әдістерге мыналар жатады:
1. Су сорғысы
Су қазбаның ең төменгі нүктесіне (тұндырғышқа) бағытталады, содан кейін сорғымен айдалады. Бұл әдіс қарапайым және арзан, су шығыны аз таяз қазбаларға жарамды. Дегенмен, құмды топырақтарда бұл әдіс ұсақ түйіршікті эрозияны тудыруы және су ағыны тым жоғары болса, қазба тұрақтылығын бұзуы мүмкін.
2. Wellpoint жүйесі
Қазба алаңының айналасына бірқатар ұңғыма құбырлары орнатылады, содан кейін жер асты сулары вакуумдық сорғы арқылы сорылады. Бұл жүйе жер асты суларының деңгейін бірнеше метрге төмендетуде, әсіресе ұсақ және орташа құмда тиімді. Ұңғымалар жертөле жұмыстарында, ауа өткізгіштерде және жер асты коммуникацияларында кеңінен қолданылады. Кемшілігі - оларды күрделірек орнатуды және сорғыға үздіксіз техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.
3. Терең құдық (Терең құдық)
Жер асты суларының деңгейін үлкен тереңдікте төмендету үшін бұрғыланған ұңғымаларға батырылатын сорғылар орнатылады. Бұл әдіс терең қазба жұмыстары мен үлкен аумақтарға жарамды. Терең ұңғымалар құм мен қиыршық тас сияқты өткізгіш топырақтарда тиімді. Су деңгейінің төмендеуі айналадағы жерде шөгуді (су тартылуын) тудырмайтынына көз жеткізу үшін бақылау қажет, бұл көршілес ғимараттарға әсер етуі мүмкін.
4. Суды өшіру және сусыздандыру үйлесімі
Кейбір жағдайларда, суды құрғату ағып кетуді азайту және сорғылау талаптарын азайту үшін шпунт үйіндісі немесе диафрагма қабырғасы сияқты су өткізбейтін қабырғамен біріктіріледі. Бұл тәсіл көбінесе шектеулі кеңістіктерде немесе қолданыстағы ғимараттардың жанында таңдалады.
Топырақты тұрақтандыру және жақсарту әдістері
Егер негізгі мәселе тек су емес, керісінше төмен көтергіштік және айтарлықтай деформация болса, онда топырақты жақсарту қажет. Міне, кейбір кең таралған және тиімді әдістер:
1. Алдын ала тиеу және қосымша ақы
Тұрақты құрылыс алдында тығыздауды жеделдету үшін қаныққан жұмсақ топырақ алдын ала толтырылады (уақытша бөгет). Бұл әдіс ғимарат пайдалануға берілгеннен кейін шөгуді азайтады. Ол көбінесе тығыздаудың барысын бақылау үшін шөгу пластиналары мен пьезометрлер сияқты аспаптармен біріктіріледі.
2. Алдын ала дайындалған тік дренаж (PVD)
Қаныққан сазды топырақтан кеуек судың ағып кетуін жеделдету үшін PVD тігінен орнатылады. PVD су ағынының жолын қысқартады, бұл конденсацияны жеделдетеді. Бұл әдіс жол, порт және жерді қалпына келтіру жобалары үшін танымал.
3. Химиялық тұрақтандыру (әк/цемент)
Шамадан тыс ылғалданған сазды топырақты әк немесе цементпен тұрақтандыруға болады, бұл пластикалықты азайту, беріктікті арттыру және жұмысқа жарамдылығын жақсартуға мүмкіндік береді. Бұл әдіс жол төсенішін жөндеу сияқты таяз қабаттар үшін тиімді. Біртекті нәтижеге қол жеткізу үшін қоспаның пропорцияларын және араластыру процесін бақылау қажет.
4. Шегендеу (инъекция)
Цемент, химиялық заттар немесе микроцемент енгізу өткізгіштікті азайтып, топырақтың беріктігін арттыра алады. Шегірткі көбінесе қазба жұмыстарындағы ағып кетуді бақылау, су жолдарын жабу немесе қолданыстағы құрылымдардың астындағы топырақты нығайту үшін қолданылады. Бұл салыстырмалы түрде қымбат, бірақ шектеулі аумақтар мен нақты қажеттіліктерге жарамды.
5. Тас баған және виброалмастыру
Кейбір жұмсақ топырақтарда тас бағаналарды орнату дренажды жақсартады, ығысу беріктігін арттырады және шөгуді азайтады. Тас бағаналар табиғи дренаж ретінде де қызмет етеді. Бұл әдіс жағдайлар мүмкіндік беретін жерлерде үйінділерді немесе таяз іргетастарды тіреу үшін тиімді.
Сулы жерлерге арналған қолайлы іргетас әдістері
Жерді жақсарту экономикалық тұрғыдан тиімсіз болғанда немесе тұрақтылықты қамтамасыз ете алмаса, іргетас таңдауы маңызды болып табылады:
1. Қадалы іргетас (қадалы/бұрғыланған)
Қадалар жүктемені тереңдіктегі берік топырақ қабаттарына береді. Сулы топырақта бетон, болат немесе бұрғыланған қадалар кеңінен қолданылады. Бұрғылау қадалары шұңқырдың құлап кетпеуі үшін су мен бұрғылау ерітіндісін (бентонит/полимер) бақылауды қажет етеді. Қадаларды қағу салыстырмалы түрде жылдам болғанымен, діріл мен шуды ескеру қажет.
2. Топырақты жақсартумен сал негізі
Сал плиталары жүктемелерді кең аумаққа тарата алады, көбінесе төмен және орта қабатты ғимараттар үшін қолданылады. Дегенмен, өте жұмсақ қаныққан топырақтарда шөгуді бақылау үшін салдарды әдетте PVD, алдын ала тиеу немесе үйінді салдармен біріктіру қажет.
3. Қалқымалы құрылым және еден биіктігі
Өте ылғалды жерлерде (мысалы, батпақты жерлерде) кейбір шағын жобалар үшін ғимарат еденін қадаларға көтеру және жақсы беткі дренажды қамтамасыз ету сияқты сәулеттік тәсілдер практикалық және үнемді шешім бола алады.
Беттік дренажды бақылау
Жер асты суларынан басқа, жауын-шашын мен ағынды сулардан пайда болатын жер үсті сулары да бақылануы керек. Уақытша дренаждық арналар, еңіс жерлер, шөгінді тоғандар және бітелудің алдын алу үшін геотекстильдер жұмыс аймағының тұрақтылығын сақтауға көмектеседі. Эрозия мен шөгінділерді бақылау сорғыдан шығатын ағынның қоршаған ортаны ластауына және жақын маңдағы су айдындарына зиян келтіруіне жол бермеу үшін де маңызды.
Тәуекелдерді бақылау және басқару
Су басқан топырақты өңдеу әрдайым дерлік бақылауды қажет етеді: жер асты суларының деңгейін, кеуек суының қысымын, қазба қабырғасының деформациясын және жердің шөгуін өлшеу. Бақылау сорғы шығынының күрт артуы немесе жердің қозғалыс шегінен асып кету сияқты ауытқулар туындаған жағдайда жедел әрекет етуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, еңбек қауіпсіздігіне ерекше назар аудару қажет, себебі қаныққан топырақтағы қазба жұмыстары көшкіндер мен тайғақ жағдайларға бейім, бұл бату немесе құлау қаупін тудыруы мүмкін.
Қорытынды
Су басқан топырақтарды жоюға арналған құрылыс әдістері әмбебап емес. Су сорғылары, ұңғымалар және терең ұңғымалар сияқты суды кетіру жүйелері құрғақ жұмыс жағдайларын жасауда тиімді, бірақ топырақ түріне және ағып кету қаупіне бейімделуі керек. Жұмсақ, қаныққан топырақтар үшін алдын ала тиеу, PVD, химиялық тұрақтандыру, тас бағаналар немесе цементтеу арқылы топырақты жақсарту көбінесе, әсіресе шөгуді жою және көтергіштік қабілетін арттыру үшін кешенді шешім болып табылады. Сонымен қатар, іргетастар, әсіресе қадалы іргетастар немесе қадалы-сал жүйелері, жүктемелерді берік қабаттарға ауыстырудың ең қауіпсіз нұсқасы болып табылады.
Тиісті геотехникалық зерттеулер, әдісті дұрыс таңдау және үнемі бақылау арқылы батпақты топырақтағы құрылыс жұмыстарының қиындықтарын тиімді басқаруға болады, осылайша жобалар қауіпсіз, уақытында және ұзақ қызмет ету мерзіміне ие болады.
