Изкуствени основи - Специални видове работи в строителството
Към изкуствените основи се прибягва в случаите, когато естествените почви в техните свойства не отговарят на нормалните условия за изграждане и експлоатация на сграда или конструкция, тоест са слаби. В тези случаи се използва уплътняване и консолидация на почвите или те се заменят с по-здрави, т.е. създават изкуствена основа. Пилотните основи също могат да бъдат класифицирани като изкуствени, когато натоварването от конструкцията към земята се предава чрез пилоти, но обикновено такава конструкция се нарича пилотна основа, а не фундамент.
Механичното уплътняване на почвата може да се извърши по три начина: чрез пряка тежест на механизми (ролки), удар (трамбовки) и вибрации (вибратори).
Най-голям ефект от уплътняването може да се постигне при определена влажност на почвата. Оптималното съдържание на влага е както следва: за песъчливи почви - 8-17%; за пясъчна глинеста почва - 15-18%; за глинести - 17-20% и за глинести - 20-25%.
Валяците се използват главно за уплътняване на кохезионни почви и за тънки слоеве несвързани почви.
Напоследък уплътняването с трамбовки, пуснати от различни кранове или пилоти, стана широко разпространено. Стоманобетонни или метални плочи с тегло 1-2 тона се повдигат на височина 1-2 m или повече и се спускат надолу. В този случай почвата се уплътнява на дълбочина 1 м. Този метод може да се използва както за кохезионни, така и за несвързани почви.
Уплътняването на почви с купчини пясък и пръст се състои в това, че стоманени тръби с диаметър най-малко 300 mm се потапят в почвата, след което се пълнят с пясък или пръст, пълнят се с вода и се изваждат на повърхността. Всички тези операции се извършват с помощта на вибратори.
Закрепването на почвата се постига чрез циментация, битумизация, силицификация, стабилизация, както иизползване на полимерни смоли.
Циментирането на почвата се състои в инжектиране на циментова замазка в нейните празнини чрез предварително изковани тръби - инжектори, които постепенно се отстраняват от почвата. След втвърдяване на разтвора частиците почва се свързват в каменист масив. Циментирането се използва за фиксиране на отлагания от чакъл и чакъл, както и едрозърнести и понякога среднозърнести пясъци.
В хидротехническото строителство този метод често се използва за създаване на непроницаеми основи върху напукана скала. Но върху финозърнест пясък и при наличие на пукнатини по-малки от 0,1-0,22 mm циментирането не е приложимо, тъй като в този случай разтворът не прониква добре в кухини и пукнатини.
Битумизирането на почвата е инжектиране на горещ битум или студена битумна емулсия в кухини и пукнатини в почвата чрез специални инжектори. Този метод, подобно на фугирането, се използва само в едри и някои среднозърнести пясъци и в напукани скали.
Силицизирането се основава на способността на силикатен разтвор (течно стъкло), инжектиран в почвата, да се превърне в гел, който здраво свързва почвените частици в едно цяло. Почвата след силицификация става водоустойчива и непровисваща, нейната якост достига 35 kg/cm 2 . Силицизирането е най-евтиният начин за фиксиране на льос и песъчливи почви, включително плаващи пясъци (наситени с вода тинести пясъци).
Стабилизирането или „глиненето“ на почвите се използва за премахване на свойствата на слягане на льосовите почви. Този метод се основава на запълване на порите на микро- и макроструктурата на почвата с глинен материал. За да направите това, използвайте водна суспензия от бентонитова глина, която се инжектира в почвата под налягане.
Приложениекарбамидната смола за фиксиране на песъчливи почви е едно от най-новите постижения в тази област. Същността на метода се състои в свързването на пясъците с разтвор на карбамидна смола с втвърдител. Смолата се инжектира с оборудването, използвано при силицирането на плаващи пясъци. Якостта на натиск на почвата, фиксирана с карбамидна смола, достига 20 kg/cm 2 .
В резултат на нагряване под въздействието на високи температури в глинестите почви протичат редица физични и химични необратими процеси, което значително повишава якостта на натиск на почвата.
Електрическата фиксация на почвите се основава на факта, че при преминаване на постоянен електрически ток през наситена с вода глинеста почва възниква електроосмоза (т.е. прехвърляне на вода от положителния към отрицателния полюс), електролиза и вторични химични реакции. В резултат на това се получава дехидратация и уплътняване на почвата, както и увеличаване на сцеплението между нейните частици, намаляване на коефициента на филтрация и абсорбция и др.
Подмяната на почвата се използва, когато тяхното уплътняване или консолидация причинява редица трудности. Слоят от слаба почва се заменя с възглавници от пясъчно-чакълести или пясъчни почви. В зависимост от местните условия, възглавниците се подреждат както в ямата, така и директно върху повърхността (пълнеж).
Постелата с използването на разкъсани или калдъръмени камъни е намерила приложение при изграждането на основи за хидравлични конструкции.