Сазды топырақтармен қалай жұмыс істеу керек: тұрақсыз топырақтарға арналған негізгі инженерлік шешімдер

Қазақстан мен Орталық Азиядағы құрылыс кезінде сазды топырақтардың мәселесі ең өзекті тақырыптардың бірі болып табылады. Алғашқы қарағанда бұл аса маңызды мәселе емес сияқты көрінуі мүмкін, бірақ инженерлер мен ғимарат иелері үшін саздың қасиеттері үлкен қиындықтардың көзіне айналуы ықтимал. Әсіресе континенталды климат жағдайында бұл топырақтардың болжап болмайтын мінез-құлқы мұқият көзқарасты, инновациялық технологияларды және инженерлік шешімдерді талап етеді.

Сазды топырақтар — неге проблема?

Сазды топырақтардың ерекшелігі — олардың ылғалдылық деңгейіне байланысты көлемінің едәуір өзгеруінде. Жауын-шашын кезінде немесе жер асты суларының деңгейі көтерілгенде, саз ісінеді, бұл топырақтың көтерілуіне және, соның салдарынан, ғимараттардың іргетасының деформациясына әкеледі. Құрғақ кезеңдерде саз ылғалын жоғалтып, шөгеді, бұл топырақтың қисаюына себеп болады.

Қазақстан мен Орталық Азияның басқа да елдері үшін бұл мәселе айрықша өзекті. Өңірдің континенталды климаты температура мен ылғалдылықтың күрт өзгеруімен сипатталады, бұл маусымдық өзгерістердің топыраққа әсерін күшейтеді. Нәтижесінде қабырғалардағы жарықтар, іргетастардың деформациясы және жөндеу жұмыстарына кететін үлкен шығындар туындайды.

Сазды топырақтардың ғимараттарға және құрылыстарға әсері

Практикалық тұрғыдан алғанда, сазды топырақтар келесі жағдайларға әсер етеді:

1. Іргетастың шөгуі. Топырақтың ғимарат астындағы күтпеген қозғалыстары тең немесе тең емес деформацияларды тудырады. Соңғысы өте қауіпті, өйткені ол құрылымның қисайуына әкеледі.
2. Құрылымдарға түсетін жүктемені арттыру. Топырақтың қозғалысы іргетас пен қабырғаларға қосымша күштер түсіреді, бұл олардың тозуын тездетеді.
3. Міндетті түрде тұрақты бақылау қажеттілігі. Сазды топырақтарда салынған ғимараттар проблемаларды уақытылы анықтап, жою үшін үнемі мониторингті қажет етеді.

Мәселені шешуге қандай әдістер көмектеседі?

Заманауи инженерия сазды топырақтардың ерекшеліктерімен күресудің көптеген әдістерін ұсынады. Олардың бірнешеуін қарастырайық:

1. Топырақты ауыстыру

Сазды топырақты тұрақты материалдармен (мысалы, құм немесе қиыршық тас) ауыстыру — құрылыс кезінде қолданылатын классикалық әдіс. Бұл әдістің басты артықшылығы — мәселенің негізгі себебін жою. Алайда, бұл әдіс үлкен шығындармен және техникалық күрделілікпен байланысты, әсіресе егер жоба үлкен аумақты қамтыса.

Артықшылықтары:

• Көтерілу және шөгу мәселесін толығымен жояды.

Кемшіліктері:

• Жоғары шығындар.
• Жұмыстың ұзақ мерзімділігі.

2. Топырақты цементациялау

Бұл әдіс топыраққа цемент ерітіндісін бұрғылау ұңғымалары арқылы енгізуді көздейді. Ерітінді бос орындарды толтырып, топырақ құрылымын күшейтеді. Алайда сазды топырақтармен жұмыс істеу кезінде белгілі бір тәуекелдерді ескеру қажет.

Артықшылықтары:

• Топырақтың көтеру қабілетін арттырады.
• Тек проблемалы аймақтарда жергілікті түрде қолдануға болады.

Кемшіліктері:

• Мамандандырылған жабдықты қажет етеді.
• Жоғары ылғалдылық жағдайында шектеулер бар.
• Дренаждық қасиеттердің нашарлау қаупі, бұл жоғары ылғалдылық жағдайында топырақтың көтерілуін күшейтуі мүмкін.
• Қосымша деформацияларға әкелуі мүмкін жергілікті кернеулердің пайда болу мүмкіндігі.

3. Бұрғылау-инъекциялық қадаларды пайдалану

Бұл әдіс тұрақсыз топырақтарда да тұрақты іргетастарды құруға жарамды. Қадалар топыраққа терең енгізіледі немесе құйылады, бұл жүктемені тығыз қабаттарға беруді қамтамасыз етеді.

Артықшылықтары:

• Сенімділік және ұзақ мерзімділік.
• Ірі жобаларға жарамды.

Кемшіліктері:

• Жоғары шығындар.
• Нақты есептеулерді қажет етеді.

4. Геополимерлік инъекциялар (GeoResin технологиясы)

Бұл әдіс ғимарат астындағы топырақты тұрақтандыру және шөккен іргетастарды көтеру үшін қолданылатын ең заманауи технологиялардың бірі болып табылады. Әдіс арнайы геополимерлік материалды енгізуді көздейді. Материал кеңейіп, бос орындарды толтырады және топырақты тұрақтандырады.

Артықшылықтары:

• Ғимараттың құрылымына минималды араласу.
• Жұмыстың жылдам орындалуы.
• Шектеулі кеңістікте жұмыс істеу мүмкіндігі.

Кемшіліктері:

• Жұмыстарды бастамас бұрын диагностика жүргізуді қажет етеді.

Қорытынды

Сазды топырақтар Қазақстан мен Орталық Азиядағы құрылыс үшін үлкен сын-тегеурін болып табылады, бірақ заманауи инженерия көптеген шешімдер ұсынады. Әдісті таңдау жобаның ерекшелігіне, мәселенің ауқымына және қолжетімді бюджетке байланысты. Егер мәселе жобалау кезеңінде анықталса, экономикалық және техникалық тұрғыдан ең тиімді шешімді таңдауға болады. Ал егер проблема құрылыс аяқталғаннан кейін туындаса, геополимерлік инъекция сияқты инновациялық әдістер көбінесе оңтайлы нұсқаға айналады.

Ең бастысы — топырақтағы мәселелердің белгілерін елемеу. Қабырғалардағы жарықтар, тең емес шөгу немесе топырақтың көтерілуі — дереу назар аударуды қажет ететін сигналдар. Диагностика, дұрыс технологияны таңдау және жұмыс сапасын бақылау сияқты кешенді тәсілдер ғимаратты қауіпсіз күйде сақтап, қымбат салдарлардың алдын алады.