Что такое техногенные грунты
Перейти к содержимому

Что такое техногенные грунты

  • автор:

Техногенные грунты

Техногенные грунты – это обобщенное наименование пород, целенаправленно созданных в результате инженерно-строительной, горнотехнической, сельскохозяйственной и других видов человеческой деятельности. Это искусственно образованные породы, переделанные или переработанные методами спекания, отсыпки, навала или намыва при производственных, строительных или земляных работах. Т.г. дифференцируются по способу их размещения на земной поверхности. Насыпные Т.г. представлены отвалами, подсыпками, породами культурного слоя или твердыми отходами различных производств (шлаки, строительный мусор и пр.). Намывные Т.г. образуются при аккумулировании терригенных осадков гидромеханическим способом (гидроотвалы, намывные территории, хвостохранилища и пр.). Механический и петрографический состав Т.г. аналогичен составу природных горных пород или искусственных промышленных, строительных материалов, бытовых отходов и их смесей. Они однородны (при планомерном возведении насыпей, плотин, отвалов и намыве площадей) или неоднородны по сложению и составу, когда их формирование не преследует определенных целей (свалки, отвалы, хвостохранилища, терриконы и др.).

Устойчивость Т.г. определяется механическим составом, сложением материнской породы и характером воздействия на них человека. По природе они подразделяются на две группы: грунты, не зависящие по процессу формирования от человека (культурный слой в населенных пунктах, наносные породы и др.), для которых не ставилась цель улучшения их свойств. К ним относятся:

  • накопления и почвы, обычно ухудшающиеся по свойствам и обладающие низкой устойчивостью к воздействиям производственной и хозяйственной деятельности;
  • накопления, почвы, породные толщи, целенаправленно измененные человеком (уплотненные или упрочненные минеральными или органическими добавками методом «геокомпозит») в целях улучшения их инженерно-геологических и строительных свойств и прочностных характеристик для их использования в качестве оснований зданий и сооружений.

Одним из путей утилизации Т.г. (шлаков, зол и гидроотвалов, вскрышных пород при добыче полезных ископаемых) является использование в качестве строительных материалов. Т.г. чрезвычайно широко развиты как субъект и объект среды обитания, как отходы строительной и производственной деятельности. В экологическом плане Т.г. представляют достаточную опасность для среды обитания, поскольку эти грунты могут содержать повышенные концентрации канцерогенных веществ, тяжелых металлов и пр. Для обеспечения их безопасного использования необходимы проведение опробования, организация комплексного мониторинга и соблюдение специальных мер при использовании территорий, сформированных Т.г., в том числе рекультивацию, лесомелиорацию и обеззараживание площадей. См. Грунт.

Источники: Горная энциклопедия. Том 5. –М., 1991; Грунтоведение. Сергеев Е.М. –М., 1971. Словарь по инженерной геологии. Ломтадзе В.Д. –СПб, 1999.

Техногенные грунты

ТЕХНОГЕННЫЕ ГРУНТЫ (от греч. techne — мастерство и genes — рождающий, рождённый * а. technogenous earth, technogenous soil; и. technogene Воden; ф. sols technogenes; и. suelos technogeniсоs, terrenos teenogeniсоs) — обобщённое наименование искусственных грунтов, образовавшихся в результате горнотехнической, инженерно-строительной, сельскохозяйственной и других видов человеческой деятельности. Различают насыпные, намывные и изменённые на месте техногенные грунты. Насыпные грунты представлены отвалами, сформировавшимися при ведении строительных и земляных работ, подсыпок и т.п., а также грунтами культурного слоя и твёрдыми отходами различных производств. Намывные грунты образуются в процессе переукладки природного грунта гидромеханизированным способом (они слагают гидроотвалы, намывные территории, хвостохранилища и т.п.). Техногенные грунты, изменённые на месте, формируются при добыче полезных ископаемых методами подземного выщелачивания, а также в результате технической мелиорации грунтов и других видов хозяйственной и промышленной деятельности.

Общий объём техногенных грунтов в мире, по некоторым оценкам, достигает свыше 2 тысяч км 3 (1980), в т.ч. сформированных в результате горнотехнической деятельности более 1600 км 3 . Наибольшее количество техногенных грунтов образуется в районах крупных горнодобывающих комплексов, урбанизированных агломераций, крупных и старых городов. Интенсивность их образования, например для отдельных регионов СССР (Московская область, Кемеровская область, Украинская ССР и др.), достигает более 1000 м 3 /км 2 в год. Мощность отложений техногенных грунтов достигает десятков и сотен метров.

Складирование и длительное хранение горнотехнических и промышленных отходов требуют значительных затрат, приводят к потере ценных сельскохозяйственных угодий, загрязнению атмосферы, поверхностных и подземных вод. В то же время техногенные грунты из отходов горного производства часто содержат значительные количества угля, чёрных, цветных и благородных металлов, редких элементов, извлечение которых нередко становится экономически рентабельным. Техногенные грунты, содержащие даже в незначительных количествах медь, цинк, молибден, кобальт и другие элементы, служат важным агрономическим сырьём. Техногенные грунты используются в качестве оснований и материала для различных сооружений. Техногенные отложения применяют как закладочный материал при горных работах, в дорожном строительстве и для рекультивации земель. Одним из путей утилизации техногенных грунтов, представленных золами ТЭС, металлургическими шлаками, вскрышными породами, является их использование в качестве дорожно-строительных материалов.

Техногенный грунт: классификация и характеристики

Техногенные грунты – это естественные грунты и почвы, которые подверглись изменению и перемещению в результате производственной и хозяйственной деятельности человека. Такой материал также называют искусственным грунтом. Изготавливают его для промышленных нужд, а также для благоустройства городских территорий.

Предназначение искусственного грунта

грунтовая насыпь с проложенной дорогой

Техногенные грунты часто используют в качестве основания жилых, инженерных и промышленных построек. Также из данного материала сооружают железнодорожные насыпи и земляные плотины.

Вам будет интересно: Керамические ступени для лестниц: виды, формы и способы монтажа

Как правило, объемы строительства на техногенных грунтах измеряются сотнями миллиардов кубических метров.

Инженерно-геологические свойства грунта

Добыча техногенного грунта

Характеристики грунта определяются составом его материнской породы или отходов, полученных в ходе его обработки. Также инженерно-геологические свойства техногенного грунта можно определить характером воздействия на него человека. Чтобы специалисты смогли безошибочно определить характеристики добытого строительного материала, был создан ГОСТ под номером 25100-95. Он называется «Грунты и их классификация». В данном документе материал для постройки инженерных сооружений (насыпей и фундаментов зданий) выделен в отдельный класс.

Вам будет интересно: Окна от пола до потолка — как называются и чем так привлекательны

Классификация техногенных грунтов состоит из нескольких групп:

  • 1 группа: скальные, мерзлые и дисперсные. Отличить их можно по характеру структурных связей.
  • 2 группа: связные, скальные, несвязные, не скальные и ледяные. Друг от друга они отличаются прочностью.
  • 3 группа: природные образования, которые изменились во время естественного залегания в земле, а также природные перемещенные образования, измененные в результате физического и физико-химического воздействия. Также к третьей группе специалисты относят насыпные и намывные грунты, которые были изменены в результате теплового воздействия.

Также класс техногенных грунтов определяется делением его на типы и виды. Подразделяют по вещественному составу, наименованию, воздействию, происхождению, условию образования и прочим условиям. Многие специалисты считают, что существующая классификация техногенных насыпных грунтов имеет ряд недостатков и требует некоторых уточнений.

Культурные слои

техногенный грунт для автомобильной дороги

Вам будет интересно: Подступенок и проступь лестницы: виды, размеры, нормативы

Культурными слоями называют образования своеобразного состава, обусловленного геологическими условиями местности, где залегает материал. Он определяется характером хозяйственной деятельности. Такой техногенный грунт имеет неоднородный состав по вертикали и площади. В современном мире его активно используют в строительстве.

Чтобы добыть культурный слой, который залегает на несколько сотен метров в глубине земли, требуется разработать способ инженерно-геологического изыскания. Во время проведения таких работ от инженеров потребуется организовать места для сбора строительного мусора, а также бытовых и производственных отходов. Стоит учесть, что проведение таких работ на территории старых кладбищ и скотомогильников строго запрещено российским законодательством.

Перемещенные природные образования

Грунт для строительства железнодорожных насыпей

Природными перемещенными образованиями называют такие грунты, которые были изъяты из мест его естественного залегания, а затем подверглись частичной производственной переработке. Данный строительный материал формируется из дисперсных связных и несвязных грунтов.

Скальные и полускальные породы сначала дробят на станках, а затем перемещают их уже как дисперсные крупнообломочные грунты. Также поступают и с мерзлыми горными породами. По способу укладки перемещенные образования разделяют на намывные и насыпные. В свою очередь насыпные грунты в зависимости от природы образования подразделяются на планомерно и непланомерно отсыпные. Также их делят в зависимости от применения на строительные и промышленные.

Благодаря прочностным характеристикам техногенных грунтов их используют для строительства автомобильных и железнодорожных насыпей. Также данный материал используют для возведения плотин, дамб, оснований для зданий.

Особенности грунтов

Карьер, где добывают строительный грунт

К инженерно-геологическим особенностям техногенных грунтов, используемых в строительстве насыпей и отвалов, относят:

В зависимости от литологического состава специалисты делят насыпи на два вида: однородные и неоднородные. Данный фактор изменчив и зависит от естественного фракционирования данного стройматериала в процессе отсыпки. При этом мелкие фракции обычно концентрируются в верхней части насыпи, а крупные – в нижней. Так происходит в результате использования разнородных по составу стройматериалов.

Прочность грунта

Прочностные характеристики насыпных техногенных грунтов определяют, учитывая условия формирования откосов. При расчетах устойчивости насыпи инженерам необходимо учитывать незавершенность уплотнения грунтовой массы, которая оценивается уже после проведения сдвиговых испытаний.

Максимальная плотность техногенного грунта, который используется для сооружения насыпей, достигается по истечении нескольких лет и зависит от вида используемого материала. К примеру, супесчано-песчаные грунты с примесями из торфа уплотняются в течении 2-4 лет с момента завершения строительства. Суглинки и глины достигают максимальной плотности в течение 8-12 лет. Насыпи из супеси и пески средней и мелкой фракции уплотняются в течение 2-6 лет.

Намывной грунт

Загрузка грунта на самосвалы

Намывной техногенный грунт создается с помощью гидромеханизации с использованием системы трубопроводов. В процессе строительства специалисты выполняют организованные и неорганизованные намывы. Первые необходимы для инженерно-строительных целей. Их сооружают уже с заранее заданными свойствами. С помощью таких сооружений намывают плотные толщи песка, плотины и дамбы, рассчитанные на средний напор воды.

Неорганизованные намывы служат для перемещения грунтовых пород, чтобы освободить земельный участок для дальнейшего проведения работ, таких как добыча природных строительных материалов и других полезных ископаемых.

Возведение грунтовых сооружений и освобождение территорий гидромеханизацией включает в себя несколько этапов:

Свойства намывного стройматериала

Инженерно-геологические свойства намывных грунтов определяются их составом и физико-химическим взаимодействием его отдельных частиц с водой. Состав техногенного грунта, который используется в строительстве, зависит от места его добычи в естественных условиях, а также способов работ, связанных со строительством и намывом данного стройматериала.

Свойства намывного грунта зависят прежде всего от физико-географических факторов, таких как рельеф участка и климата в месте добывания стройматериала. Также специалисты учитывают состояние и свойства основания намывного сооружения, построенного из этой породы.

Состав намывного грунта

Проведение раскопок для добычи стройматериала

Состав органических веществ в намывном грунте определяет время приобретения его физико-механических свойств. В процессе намыва смесь разделяется на фракции. Крупные частницы концентрируются в большинстве своем возле выпуска гидросмеси, в том месте, где сформирована приоткосная зона. Тонкопесчаные частицы располагаются в промежуточной зоне, а тонкие, состоящие в основном из глины, формируют прудковую зону.

Инженеры разделяют несколько стадий формирования свойств намывных грунтов:

Строительство зданий на техногенном грунте

Все проводимые работы при отсыпке и намыве грунта для дальнейшего строительства сооружений должны проводиться только при строгом геотехническом контроле, который осуществляет опытный инженерный состав. Строительный материал должен быть оценен сразу по нескольким показателям, таким как степень однородности насыпи, содержание в нем органических веществ, физико-механические свойства и прочее. Также инженерам-геологам необходимо выяснить способность грунта генерировать различные газы, например метан, а также диоксид углерода. Образование этих веществ происходит в результате разложения органических веществ.

Если выяснится, что насыпь не имеет достаточной прочности, которая требуется для дальнейшего строительства, построенный объект необходимо дорабатывать несколькими способами:

Если в местах строительства периодически идут сильные осадки, строителям необходимо проводить конструктивные мероприятия, которые будут направлены на повышение прочности всего сооружения, в том числе дорог, зданий. Необходимо проводить мероприятия по усилению фундамента, чтобы предотвратить неравномерную деформацию бетона.

Техногенные грунты

Комплексное исследование грунтов входит в перечень работ, выполняемых грунтовой лабораторией компании ООО «ГеоЭкоСтройАнализ». Среди исследуемых нами типов грунтов есть и техногенные.

Техногенными грунтами называют искусственные грунты, которые были образованы вследствие того, что человек вел инженерно-строительную, сельскохозяйственную, горнотехническую и другую деятельность. Техногенные грунты бывают насыпными, намывными, измененными на месте.

Насыпными грунтами называют отвалы, которые сформировались при строительных и земляных работах, подсыпках, а также представляют собой культурный слой грунтов и твердые отходы, возникающие при ведении производственных процессов.

Намывными грунтами называют грунты, образовавшиеся при переукладке природных грунтов гидромеханизированным способом, что приводит к появлению гидроотвалов, намывных территорий, хвостохранилищ.

Разновидность техногенных грунтов, измененных на месте, формируется в процессе добычи полезных ископаемых при использовании методов подземного выщелачивания, а также при проведении работ, связанных с технической мелиорацией грунтов, и других хозяйственных и промышленных работ.

Техногенные грунты достигли сегодня общего объема более двух тысяч кубических километров. Среди них количество техногенных грунтов, образованных вследствие горнотехнических работ, достигает тысячи шестисот кубических километров. Преимущественно техногенные грунты образуются в тех районах, где работают большие горнодобывающие комплексы, урбанизированные агломерации, а также на территориях крупных городов.

Техногенные грунты образуются в отдельных районах, с интенсивностью до тысячи кубических метров, на территории в один квадратный километр в течение года. Отложения техногенных грунтов достигают мощности в десятки и сотни метров.

Задачи по складированию и длительному хранению отходов горнотехнического и промышленного характера связаны с значительными затратами, а также с потерей сельскохозяйственных угодий, загрязнением атмосферы, негативными воздействиями на воды поверхностного и подземного типа. В техногенных грунтах, образующихся вследствие горного производства, содержится в значительных количествах уголь, черные, цветные и благородные металлы, редкие элементы, извлекать которые экономически нерентабельно. В техногенных грунта может содержаться незначительное количество меди, цинка, молибдена, кобальта, других элементов, используемых в качестве важного агрономического сырья.

Техногенные грунты часто становятся основанием и материалом для строительства сооружений различного типа. Техногенные отложения используются в качестве закладочного материала при проведении горных работ, в строительстве дорожного покрытия и в технологии рекультивации земель. Утилизацию техногенных грунтов, состоящих из зол ТЭС, металлургических шлаков, вскрышных пород, производят, используя, как дорожно-строительные материалы.

Техногенные грунты часто именуют антропогенными. Речь идет об естественных грунтах и почвах, измененных и перемещенных вследствие деятельности людей, и антропогенных образованиях, которые образуются из твердых отходов хозяйственной деятельности человека, у которых коренным образом изменился состав, структура, текстура органического и минерального сырья.

В больших городах рост бытовых и производственных отходов вызывает серьезное беспокойство. Эти отходы располагаются на непрерывно расширяющихся площадях, что угрожает жизненной среде людей серьезным вредом.

Множество искусственных отходов возникает в связи с военными действиями, что приводит к значительному изменению земной поверхности, существенному нарушению природных массивов горных пород, созданию искусственных грунтовых накоплений, состоящих из минеральных масс и разрушенных сооружений.

На основании общепринятой классификации, указанной в ГОСТ 25100-95, техногенные грунты считаются отдельным классом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *