2.1.2.2. Классификационные показатели техногенных грунтов
Техногенными грунтами называются естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования. В соответствии с общей классификацией техногенные грунты подразделяются на три группы – скальные, дисперсные и мерзлые.
Техногенные грунты являются объектом инженерно-геологических изысканий в качестве основания зданий и сооружений, среды для размещения городских коммуникационных сетей и т. п., материала инженерных сооружений. К числу последних относятся дамбы, плотины, насыпи, хранилища отходов металлургического производства, горнодобывающей промышленности, ТЭЦ и т. п.
Искусственные грунты, покрывают более 55 % площади суши Земли, их распространение неравномерно, в ряде районов они занимают 95–100 % территории, а их мощность достигает нескольких десятков метров. Интенсивность образования искусственных грунтов на территории СНГ показана на рис. 2.16, из которого следует, что особенно сильно этот процесс идет в европейской части России, на Украине, в Молдавии, Закавказье и на юге Сибири [128].
К техногенным грунтам следует относить [34, 111]:
Природные образования, измененные в условиях естественного залегания физическим или химико-физическим воздействием, для которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15 %. Физические воздействия (уплотнение трамбовкой, укаткой и взрывами, осушение, замораживание) изменяет строение и фазовый состав грунтов. Химико-физическое воздействие (электроосмос, цементация, силикатизация, битумизация, глинизация, прогрев и обжиг) изменяют их вещественный состав, структуру и текстуру;
Природные образования, перемещенные с мест их естественного залегания с использованием транспортных средств, взрыва (насыпные грунты) или с помощью средств гидромеханизации (намывные грунты). Перемещение осуществляется в процессе горнотехнических (вскрышных и шахтных) и строительных (отрывка котлованов, создание выемок, насыпей и т. п.) работ;
Рис. 2.16. Интенсивность образования искусственных грунтов на территории СНГ: 1 – очень высокая; 2 – высокая; 3 – средняя; 4 – низкая; 5 – очень низкая; 6 – прирост искусственных грунтов не отмечен
Антропогенные образования, представляющие собой твердые отходы бытовой и производственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органического сырья. Бытовые отходы представлены, главным образом, свалками бытовых отбросов, строительного мусора и др. Промышленные отходы представлены золами и золошлаками, шлаками, шламами. Золы (продукт сжигания твердого топлива) и золошлаки – продукты комплексного термического преобразования горных пород и сжигания твердого топлива: горючих сланцев, каменного и бурого угля, торфа. Шлаки (доменные и сталеплавильные – мартеновские, конверторные, электропечные) – продукты химических и термических преобразований горных пород, образующиеся при сжигании. Шламы – высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогатительном, химическом, и других видах производства.
Разновидности техногенных грунтов выделяются также, как соответствующие разновидности классов природных грунтов с учетом специфических особенностей и свойств техногенных грунтов. При лабораторных исследованиях техногенных грунтов, помимо характеристик, определяемых в соответствии с требованиями СП 11–105–97 (часть I), следует выполнять определения: склонности грунтов к распаду, разложению и другим физико-химическим преобразованиям (для шлаков, зол и шламов энергетической, металлургической и химической промышленности); размокаемости (для отвалов вскрышных пород, основу которых составляют алевролиты и аргиллиты); набухания (для пород, перегоревших в отвалах); пучинистости (золы и золошлаковые материалы); содержания органических веществ (свалки и бытовые отходы).
При выборе методики проведения инженерно-геологических изысканий следует учитывать, что техногенные грунты изменяются в широком диапазоне – от разновидностей, близких к природным грунтам, до грунтов, не имеющих аналогов среди природных образований. При проведении изысканий в районах распространения техногенных грунтов следует дополнительно устанавливать: генезис техногенных грунтов, их распространение, мощность толщи и ее изменения по площади; время (давность) образования толщи техногенных грунтов, степень завершенности процессов их самоуплотнения и упрочнения; особенности исходных материалов, способ их преобразования, перемещения и укладки; технологические особенности производства работ в горно-технической, инженерной, сельскохозяйственной и других видах производственной деятельности, обусловившей формирование и накопление данного грунта; специфические свойства техногенных грунтов, в том числе токсичность некоторых видов грунтов (хвосты, шламы и т. п.), пути возможного заражения окружающей среды, склонность пустой породы к самовозгоранию и т. п. [111].