Основи и основи в торфени почви
Глава I. Торфените почви като среда и основа на конструкции
Торфената почва (торф) е скала с органогенен произход, образувана в резултат на натрупване на не напълно разложени растителни остатъци в условия на прекомерна влажност и затруднен достъп на въздух.
Строителните свойства на торфа са изследвани от много изследователи. Нека направим кратко обобщение на тези свойства според Л. С. Амарян [1].
Таблицата показва основните характеристики на торфа в сравнение с минералните почви. Съдържанието на влага в торфа е 20-60 пъти по-голямо от съдържанието на влага в минералните почви, обемната плътност е около 2 пъти по-малка, а специфичното тегло е малко и стабилно по величина. Коефициентът на порьозност е 15-40 пъти по-голям от този на минералните почви. Торфените пори заемат 0,92–0,97 от общия обем на торфа. Комбинацията от висока порьозност и ниско специфично тегло води до факта, че обемната маса на суспендирания торф (под водната повърхност) е почти нула.
Консолидацията е общият процес на деформация на дву- или многофазни почви във времето; специален случай е филтрационната консолидация, която е деформация на почвата, придружена от изстискване на поровата вода.
Пълзенето е деформация във времето на почвения скелет при липса на филтрационни съпротивителни сили на изцедената вода или при липса на промяна във фазовото съотношение на единица обем на почвата.
Наблюденията на деформациите на торфа във времето, например, когато пясъкът се измие върху повърхността му, показаха, че филтрационната консолидация умира бързо, почти по време на строителния период. Но утаяването, причинено от пълзенето на скелета, продължава много дълго време.
Глава II. Фон дьо тен на натурална основа
Съвременните познания в областта на инженерната геология и механиката на почвите всъчетани с познаване на свойствата на торфа, те позволяват да се оценят работните условия на основите и да се поставят вече известни явления на нова („торфена“) основа.
За проектирането и монтажа на основи и фундаменти в разглежданите условия от голямо значение е инженерно-геоложкият анализ, т.е. анализът на околната среда.
При оценката на основи с торфени почви от голямо значение са условията за поява на торф - торфът може да бъде открит и заровен. Условията за образуване и поява на открития торф са добре описани в литературата. Погребаният торф се намира в алувиални отлагания, погребани дъбови езера, под формата на алахтонски торф (близо до бреговете на реките, под насипния слой, по бреговете на древни морета и в дебелината на междуледникови отлагания.
Глава III. Основи върху пясъчни възглавници
Пясъчните възглавници са разделени на два вида: висящи и поддържани. Висящи възглавници се наричат, частично прорязващи (заместващи) торф; последното е тяхната основа. Поддържаните възглавници се наричат възглавници, които напълно прорязват (заменят) торфа; основата на тези възглавници е минерална почва. За тежки сгради на капитално строителство се използват само поддържани възглавници. Висящите възглавници могат да се използват за леки и временни постройки.
Пясъчните възглавници (поддържани) като изкуствени основи за капитални сгради и конструкции могат да се използват за: а) замяна на торф, торфена почва и други слаби почви; б) намаляване, ускоряване и изравняване на сляганията на основата; в) намаляване на дълбочината на фундиране; г) повишаване на марката за полагане на основи за отстраняване на вредното въздействие на агресивните подземни води; д) намаляване на размера на основата на основата.
Възглавниците могат да бъдат подредени както от минерални почви, така и от другиматериали и производствени отпадъци, които отговарят на следните изисквания: а) зърната на материала трябва да са здрави, да не се накисват във вода, да не са изветряли; б) материалът трябва да е добре уплътнен и след уплътняването да има ниска свиваемост; в) материалът не трябва да съдържа или да образува химикали, вредни за подземни конструкции или комуникации.
Предимства на пясъчните възглавници: а) надеждност като основа; б) използване на местни материали; в) лекота на производство на работа, възможност за механизация на работата; г) способност за контрол на качеството на работа.
Недостатъци на пясъчните възглавници: а) значителна трудоемкост на обекта; б) бързо нарастване на разходите с увеличаване на размера; в) трудността на устройството през зимата.
Глава IV. Пилотни основи
Работата на пилоти в торфени почви при статично натоварване все още не е достатъчно проучена. Независимо от това, анализът на тази работа може да се извърши въз основа на опита в строителството и експлоатацията на сгради и конструкции, както и въз основа на общите закони на механиката на почвата, някои експерименти и теоретични изследвания. Помислете за характеристиките на работата на пилоти с различни методи за подготовка на територията и различни видове товари.
Конструкция с предварително отводняване. Устойчивостта на пилота на натоварване от вертикално вдлъбнатина се определя само от устойчивостта му в минералната почва, лежаща под торфа. Триенето между купчина и торф е много малко и постепенно намалява поради явленията на релаксация. В случай на утаяване на торф, има леко "отрицателно триене" на торфа върху страничната повърхност на купчината.
При хоризонтално натоварване купчината работи като конзола, притисната в минералната почва. Торфът се съпротивлява слабо и с течение на времето, поради явленията на релаксация,изключен от работа.
Устойчивостта на натоварването на издърпване на практика се дължи само на триенето на минералната почва върху резервоарната повърхност на пилота.
Глава V. Производство на работи
В строителната практика са широко разпространени следните методи за подготовка: а) отстраняване на торф, б) дренаж, в) засипване (или нанос), г) комбинация от тези методи.
Отстраняването на торфа се състои в пълното отстраняване на торфа и замяната му с минерална почва. Този метод има значителни предимства. Строителството може да започне веднага след насипването на почвата. Изсипаната почва е готова основа за пътища, комуникации, а понякога и сгради и конструкции.
Този метод обаче е много скъп и отнема много време, особено ако се използва като непрекъснато отстраняване на торф върху голяма площ. Освен това тук възникват производствени трудности, особено с транспорта. Като се вземат предвид тези недостатъци, екструдирането на торф се прилага по правило само локално: под линейни конструкции (пътища) или отделни сгради.
Отводняването на торфената маса се извършва чрез система от дълбоки дренажи, последвани от понижаване на нивото на подземните води. В резултат на това тегловният фактор се премахва, торфът се уплътнява и изсушава, а повърхността му се стабилизира. В същото време санитарно-хигиенните условия на територията се подобряват. Изсушаването е сравнително евтин метод. Но има и значителни недостатъци както по време на дренажните и строителните работи, така и по време на експлоатацията на съоръженията.
Сушенето е много дълъг процес (десетки години) и неефективен. Радиусът на действие на дренажите е 10-15 м, като това изисква много гъста дренажна мрежа. След изсушаване съдържанието на влага в торфа, въпреки че не е наситено с вода, остава много високо. Отводняването на торфа води добавното му и значително уплътняване - слягане на торфената повърхност с 30-40% от дебелината на слоя. По време на експлоатацията пътищата и тротоарите се утаяват, сградите на пилоти „изпълзяват“ от земята, подземните съоръжения се утаяват, тръбите на пилотите са подложени на повишено натоварване от утаяване на торф и т.н. Трябва да се добави, че както дренажът, така и утаяването на торфа винаги са неравномерни, в резултат на което повърхността е вълнообразна.