Техническая мелиорация грунтов

При проведении строительных работ довольно часто возникает ситуация, когда природные свойства грунта не соответствуют требованиям к нему. Почва может содержать большое количество органического материала, быть рыхлой, переувлажненной, неводостойкой или непрочной. В таких случаях возникает необходимость провести преобразования грунта с целью придания ему требуемых для ведения строительных работ качеств.

Одним из самых сложных для исполнения строительных проектов, потребовавших действительно виртуозного мастерства, в том числе и при проведении технической мелиорации, считается башня Бурдж Дубай. Ее высота 818 м, а общее количество этажей – 124.

Что такое техническая мелиорация

Техническая мелиорация не имеет ничего общего с классической. Она является одним из направлений инженерной геологии. Эта наука разрабатывает методы улучшения физико-механических свойств, состава и физического состояния грунтов. Чаще всего техническая мелиорация применяется при строительстве различных сооружений. Она позволяет снизить водопроницаемость, увеличить водоустойчивость и прочностные характеристики грунта. Это особенно важно при его использовании в качестве основания для строения. Существуют различные способы проведения технической мелиорации. Их можно разбить на две группы: инженерно-геологические и инженерно-строительные.

Инженерно-геологические методы технической мелиорации

Применение на практике инженерно-геологических методов позволяет добиться улучшения физико-механических свойств грунтов. Если это достигается в результате уплотнения почвы с нарушением ее природного строения, то такие способы называются физическими. Можно выделить две их разновидности.

  • Поверхностное уплотнение выполняется в результате многократной проходки катков, применения виброустановок или трамбовок. В результате удается увеличить несущую способность грунта. Этот способ применяется при строительстве дамб, плотин, насыпей, гражданских или промышленных сооружений, устройстве аэродромных или дорожных покрытий.
Проведение поверхностного уплотнения грунта
Проведение поверхностного уплотнения грунта
  • Глубинное уплотнение выполняется с использованием энергии взрывов, грунтовых свай, статических или динамических нагрузок. Такой способ используется для органоминеральных, глинистых или песчаных грунтов.

Возможны и другие варианты, приводящие к уменьшению сжимаемости и повышению прочности почвы в результате увеличения сцепления между ее частицами. Такие методы называются химическими. Различают несколько их разновидностей.

  • Искусственное замораживание позволяет понизить температуру почвы до −35 °С и укрепить ее за счет замерзания воды. Такая процедура выполняется с помощью пропускания специальных носителей через систему труб, расположенных в скважинах.
  • Электрохимическое закрепление используется для водонасыщенных глинистых грунтов. Оно выполняется за счет процессов ионного обмена в искусственно насыщенной растворами неорганических веществ и смесью солей почве, происходящих под действием электротока.
  • Битумизация, глинизация и цементация применяются для снижения водопроницаемости грунтов. Для достижения нужного результата в них через систему скважин нагнетается битум, глинистый раствор или цементная суспензия.
Так выполняется цементация грунта
Так выполняется цементация грунта
  • Силикатизация заключается в образовании в почве уплотняющего вязкого геля, формирующегося в результате нагнетания в грунт под давлением специального раствора.
  • Термическое закрепление увеличивает структурные связи в почве за счет воздействия высоких температур.

Инженерно-строительные методы технической мелиорации

Инженерно-строительные методы позволяют улучшить «работу» грунтов при использовании их в качестве основания для сооружений, строящихся в сложных инженерно-геологических условиях. Такой результат достигается несколькими способами.

  • Устройством грунтовых подушек из песка, щебня, гравия или других материалов под подошвой фундамента. Это позволяет увеличить его устойчивость и уменьшить величину осадки.
  • Армированием грунта с помощью стальных стержней, натуральных или синтетических тканей, пленок, сеток или георешеток. Этот метод увеличивает способность почвы воспринимать растягивающие напряжения, повышает ее несущую способность и прочность.
Армирование грунта
Армирование грунта
  • Устройством шунтового ограждения, при котором шунт забивается в прочный грунт через слой слабого и закрепляется в фундаменте. Это позволяет исключить выпор грунта из-под фундамента.

Перечисленными методами не исчерпывается весь перечень способов получения требуемых свойств грунтов. Некоторые из них могут наносить вред природе, поэтому требуют крайне осторожного применения.