Насипните почви – непредсказуемото подложе
Насипните почви (fill ground, made ground) са антропогенни образувания – земни маси, депонирани от човека. Те покриват значителна площ в градовете – стари индустриални терени, засипани дерета и реки, бивши сметища, строителни площадки от минали десетилетия и терени, изравнени при предишно строителство. За разлика от природните почви, насипните са хетерогенни, с неизвестен произход и история, и почти винаги с по-ниска носимост и по-високо слягане.
В България старите градски квартали, застроени след 1945 г., са нерядко изградени върху засипани дерета, торфища или стари кариери. Строителният бум в покрайнините на големите градове засяга терени с дълга и нерядко неизвестна история. Геотехническото проучване е задължително, а при насипни терени – особено задълбочено.
Видове насипни почви
Контролирани инженерни насипи
Изградени са по одобрен технологичен план, с контролирано уплътняване и документация. Известен е материалът (добра почва, трошен камък) и степента на уплътняване. Тези насипи могат да се използват като основа при правилна документация и верификация. Срещат се при пътни насипи, при изравняване на терени за промишлени паркове.
Неконтролирани насипи
По-честият случай в практиката – насипи без контрол на качеството, с неизвестен материал (строителни отпадъци, рушевини, смесен материал). Тяхната носимост и деформируемост са неизвестни и нерядко катастрофално ниски. Класически проблем: органичен материал (коренища, дърво, торф) в насипа – при разграждане причинява значително слягане.
Хидравлични насипи
Изградени чрез хидравличен транспорт на материал (дъното на реки, море, езеро) – рехави, наситени с вода пясъци с ниска носимост и висок риск от втечняване при сеизмично натоварване. Срещат се при рекултивация на бреговете, при изграждане на изкуствени острови.
Геотехническо проучване при насипни терени
Проучването при насипни терени изисква по-гъста мрежа от сондажи – хетерогенността е голяма и данните от единични сондажи могат да са подвеждащи. Задължителните елементи включват:
- Историческо проучване – аерофотоснимки от различни периоди, архивни карти, публични документи за предишното използване на терена
- Сондажи с непрекъснато вземане на керн – за идентифициране на включенията в насипа
- SPT и CPT изпитвания – за оценка на уплътнеността по дълбочина
- Химически анализи – при съмнение за замърсяване (стари индустриални терени)
- Геофизични методи – GPR (Ground Penetrating Radar) за идентифициране на кухини, стари изкопи, подземни съоръжения
Инженерни решения за фундиране при насипи
Замяна на насипа
При малки дълбочини (до 3–4 м) най-простото решение е пълното изкопаване на насипа и заместването с добра почва, уплътнена на пластове. Икономичен при малки площи, но при голяма площ или дълбок насип – непрактичен.
Уплътняване на насипа
Динамичното уплътняване (heavy tamping), виброфлотацията и динамичното заместване могат да подобрят несвързаните насипи. При наличие на органичен материал или стари рушевини – тези методи са ефективни само за несвързания прахов и пясъчен компонент, не отстраняват органиката.
Пилотно фундиране
Най-надеждното решение при дълбоки или неизвестни насипи. Пилотите прескачат насипния пласт и предават натоварването към естествената, здрава почва или скала отдолу. При проектиране трябва да се отчете т.нар. „негативно триене" (downdrag) – при слягане на насипа около пилота, той „тегли" пилота надолу с допълнителна сила. Негативното триене може да е значителна компонента от общото натоварване.
Стабилизация на насипа
Циментовата или варовата стабилизация (смесване на циментово или варово вещество с насипния материал) подобрява якостта и намалява компресируемостта. При несвързани насипи – ефективна. При органичен материал – по-малко ефективна. Дълбочинното смесване (DSM) е вариант за по-дълбоки насипи.
Плочести фундаменти
Твърдата плочеста основа разпределя натоварването по-равномерно и намалява неравномерното слягане. В комбинация с частично уплътнен насип може да е достатъчна при ниски натоварвания и при насипи с не твърде висока хетерогенност.
Управление на слягането при насипи
Всеки насип слага – въпросът е колко и кога. При проектиране трябва да се прогнозира: общото слягане (от консолидация на органиката и компресия на насипа), неравномерното слягане (поради хетерогенността), и дали слягането ще продължи по времена на живота на сградата. При значителни прогнозни слягания – мониторингът след строителство е задължителен.
Замърсени терени – специален случай
Строителството върху замърсени терени е юридически и технически сложен процес. Освен инженерните решения, са необходими: оценка на риска за здравето, управление на изкопаната замърсена почва (специализирано транспортиране и депониране), мерки за предпазване на работниците (ЛПС, мониторинг на въздуха), и комуникация с РИОСВ и БДДР. При намерени изненади (непознато замърсяване) – незабавно уведомяване на компетентните органи.