Методи на градба за надминување на проблемите со водната земја
Натопената почва е еден од најчестите предизвици во градежните проекти, особено во области со плитки нивоа на подземни води, мочуришта, поранешни оризови полиња или локации во близина на реки и крајбрежја. Оваа состојба се карактеризира со висока содржина на вода во почвата, различна пропустливост и ниска носивост. Доколку не се реши со соодветни методи, натопената почва може да предизвика слегнување на земјиштето, лизгање на земјиштето при ископ, протекување, структурни оштетувања и доцнења на проектот и пречекорување на трошоците. Затоа, изборот на методи на изградба за решавање на проблемите со натопената почва мора да се базира на геотехнички истражувања, хидролошки услови и барања за структурен дизајн.
Карактеристики и ризици на натопено земјиште
Технички, натопените почви често се поврзуваат со високи нивоа на подземни води и/или ситнозрнести почви како глина и тиња кои задржуваат вода во своите пори. Во песокливите почви, водата може полесно да се исцеди, зголемувајќи го ризикот од „цевководи“ или внатрешна ерозија поради протокот на вода, за време на ископувањето. Во заситените глинени почви, главниот предизвик е долгорочната консолидација - почвата ќе продолжи да се збива додека водата од порите се истиснува под тежината на зградата, што резултира со постепено таложење.
Главните ризици кај натопените почви вклучуваат: (1) ниска носивост, што предизвикува плитките темели да бидат небезбедни; (2) слаба стабилност на ископот, при што ѕидовите на ископот лесно се уриваат; (3) тешкотии при набивање на насипите, бидејќи содржината на вода ја надминува оптималната; (4) протекување на вода што го нарушува бетонот и подземните работи; и (5) потенцијално втечнување во заситениот песок за време на земјотреси. Затоа, третманот не е само за да се „суши“ почвата, туку и за да се зголеми стабилноста и цврстината на почвата.
Прелиминарна истрага како основа за методот
Првиот чекор во утврдувањето на успехот се теренските и лабораториските истражувања: сондирања (CPT), SPT, дупчење, мерења на нивото на подземните води, тестови за пропустливост и физички и механички својства на почвата. Овие податоци се користат за да се утврди длабочината на меките слоеви, дебелината на заситената почва, потенцијалното таложење и стратегиите за подобрување на почвата или опциите за темели. Без соодветни податоци, избраниот метод ризикува да биде неефикасен или дури и да создаде нови проблеми, како што е диференцијално таложење.
Метод на одводнување (сушење на работно место)
Одводнувањето е најчесто користениот метод за контрола на подземните води, така што ископувањето и темелните работи можат безбедно да се извршуваат. Некои вообичаени техники вклучуваат:
1. Пумпа за одвод
Водата се канализира до најниската точка на ископот (капа), а потоа се испумпува. Овој метод е едноставен и ефтин, погоден за плитки ископи со низок истек на вода. Меѓутоа, во песокливи почви, овој метод може да предизвика финозрнеста ерозија и да ја наруши стабилноста на ископот ако протокот на вода е превисок.
2. Систем за Wellpoint
Околу ископната област се инсталираат низа бунарски цевки, а потоа подземните води се вшмукуваат со вакуум пумпа. Овој систем е ефикасен во намалувањето на нивото на подземните води за неколку метри, особено кај ситен до среден песок. Бунарските цевки се широко користени во подруми, канализации и подземни комунални услуги. Недостатокот е што тие бараат посложена инсталација и постојано одржување на пумпите.
3. Длабок бунар (Длабок бунар)
Потопните пумпи се инсталираат во дупчени бунари за да се намали нивото на подземните води на поголеми длабочини. Овој метод е погоден за длабоки ископувања и големи површини. Длабоките бунари се ефикасни во пропустливи почви како песок и чакал. Мониторингот е потребен за да се осигури дека падот на нивото на водата не предизвикува слегнување (спуштање) во околното земјиште, што би можело да влијае на соседните згради.
4. Комбинација за исклучување и одводнување
Во одредени ситуации, одводнувањето се комбинира со водонепропустлив ѕид за отсекување, како што се плочи од плочи или мембрански ѕид, за да се намали протекувањето и да се намалат потребите за пумпање. Овој пристап често се избира во ограничени простори или во близина на постоечки згради.
Методи за стабилизација и подобрување на почвата
Ако главниот проблем не е само водата, туку ниската носивост и значителната деформација, тогаш е потребно подобрување на почвата. Еве неколку вообичаени и ефикасни методи:
1. Претходно полнење и доплата
Заситената мека почва се претходно натоварува (привремен насип) за да се забрза консолидацијата пред трајната изградба. Оваа техника го намалува таложењето откако зградата ќе биде оперативна. Често се комбинира со инструменти како што се плочи за таложење и пиезометри за следење на напредокот на консолидацијата.
2. Префабрикуван вертикален одвод (PVD)
PVD се инсталираат вертикално за да се забрза одводнувањето на водата од порите од заситената глинеста почва. PVD го скратуваат патот на проток на вода, забрзувајќи ја консолидацијата. Овој метод е популарен за проекти за патишта, пристаништа и мелиорации.
3. Хемиска стабилизација (вар/цемент)
Претерано влажната глинеста почва може да се стабилизира со вар или цемент за да се намали пластичноста, да се зголеми цврстината и да се подобри обработливоста. Овој метод е ефикасен за плитки слоеви, како што се поправките на подлогата на патот. Контролата на пропорциите на смесата и процесот на мешање е од суштинско значење за да се обезбеди хомоген резултат.
4. Фугирање (инјектирање)
Вбризгувањето на цемент, хемикалии или микроцемент може да ја намали пропустливоста и да ја зголеми цврстината на почвата. Фугирањето често се користи за контрола на протекувањето во ископите, запечатување на водните патишта или зајакнување на почвата под постојните структури. Тоа е релативно скапо, но е погодно за ограничени површини и специфични потреби.
5. Камена столбна и вибро-замена
Во одредени меки почви, поставувањето камени столбови ја подобрува дренажата, цврстината на смолкнување и го намалува слегнувањето. Камените столбови исто така делуваат како природни дренажи. Овој метод е ефикасен за потпора на насипи или плитки темели каде што условите дозволуваат.
Соодветни методи за темели за водена земја
Кога подобрувањето на земјиштето е неекономично или не може да гарантира стабилност, изборот на темели станува клучен:
1. Основа на колци (колци/дупчени)
Колците го пренесуваат товарот на поцврстите слоеви на почвата во длабочина. Во водена почва, широко се користат бетонски, челични или дупчени колци. Дупчењето бара контрола на водата и калта за дупчење (бентонит/полимер) за да не се сруши дупката. Иако набивањето на колци е релативно брзо, треба да се земат предвид вибрациите и бучавата.
2. Сплавска основа со подобрување на почвата
Сплавните плочи можат да дистрибуираат товари на широка површина, што често се користи за ниско-до-средно високи згради. Меѓутоа, во многу меки заситени почви, сплавовите обично треба да се комбинираат со PVD, претходно оптоварување или сплавови со колци за контрола на слегнувањето.
3. Пловечка структура и подигнување на подот
За некои мали проекти во многу влажни подрачја (на пример, мочурливи подрачја), архитектонските пристапи како што се подигнување на подот на зградата на столбови и обезбедување добра површинска дренажа можат да бидат практично и економично решение.
Контрола на површинска дренажа
Покрај подземните води, мора да се контролираат и површинските води од врнежи и истекување. Привремените дренажни канали, наклонетото земјиште, седиментационите базени и геотекстилите за спречување на затнување можат да помогнат во одржувањето на стабилноста на работната површина. Контролата на ерозијата и седиментацијата се исто така неопходни за да се спречи загадувањето на животната средина од страна на празнењето на пумпата и оштетувањето на блиските водни тела.
Мониторинг и управување со ризици
Ракувањето со натопена почва речиси секогаш бара мониторинг: мерење на нивоата на подземните води, притисокот на водата од порите, деформацијата на ѕидовите од ископот и слегнувањето на земјиштето. Мониторингот овозможува брзо дејствување во случај на аномалии, како што е драстично зголемување на прагот на пумпата или надминување на прагот за движење на земјата. Понатаму, безбедноста при работа бара посебно внимание, бидејќи ископите во заситена почва се склони кон лизгање на земјиштето и лизгави услови, што може да претставува ризик од тонење или паѓање.
Заклучок
Методите на градба за справување со засипените почви не се универзални. Системите за одводнување како што се пумпи за одводнување, бунарски точки и длабоки бунари се ефикасни во создавањето суви услови за работа, но мора да бидат прилагодени на типот на почвата и ризикот од протекување. За меки, заситени почви, подобрувањето на почвата преку претходно оптоварување, PVD, хемиска стабилизација, камени столбови или фугирање е често посеопфатно решение, особено за справување со слегнувањето и зголемување на носивоста. Во меѓувреме, темелите - особено темелите на столбови или системите со сплавови - често се најбезбедната опција за префрлање на товари на посилни слоеви.
Со соодветни геотехнички истражувања, соодветен избор на методи и конзистентно следење, предизвиците при градење на натопени почви можат ефикасно да се управуваат, така што проектите ќе останат безбедни, навремени и ќе имаат долг работен век.
