Когато говорим за укрепване и дренаж, едно ключово понятие често остава незабелязано — стабилността на почвата. Това е способността на земната маса да устои на напреженията, натоварванията и движенията, без да се деформира, пропада или да загуби носимоспособност. В предишната статия разгледахме значението на дренажа и укрепването — тук ще надградим, като се задълбочим в това как и защо почвата може да „не издържи“ и какво може да се направи навреме.
Какво е стабилност на почвата
Стабилността на почвата се определя като способността ѝ да издържа на приложените натоварвания и да запазва структурното равновесие — без да се получи срязване (shear failure), свличане или прекомерно слягане.
В практиката инженерите използват два основни параметъра:
-
Крайна носимоспособност (ultimate bearing capacity, qᵤ) — максималното вертикално напрежение, което почвата може да понесе преди да възникне срязване.
-
Допустима носимоспособност (allowable bearing capacity, qₐ) — стойност, която се използва при проектиране, като включва коефициент на безопасност и допуска определено слягане без вреда за конструкцията.
Допустимата стойност винаги е по-ниска от крайната, защото се отчита безопасен резерв и предвидими деформации.
От какво зависи стабилността на почвата
Стабилността и носимоспособността на почвата се влияят от множество фактори:
-
Тип и структура на почвата — глина, пясък, чакъл, смесени почви имат различни характеристики.
-
Плътност и уплътняване — добре уплътнената почва има по-висока устойчивост.
-
Влажност и подпочвени води — наситеността с вода намалява вътрешното триене между частиците и компрометира устойчивостта.
-
Геометрия на натоварването и дълбочина на основата — по-дълбоко разположените фундаменти обикновено имат по-добра подпора.
-
Наклон на терена и пластове — при наклонени участъци теренът е по-податлив на свличане.
-
Динамични натоварвания — вибрации, земетресения и др. могат да доведат до временни загуби на стабилност (влажните почви могат дори да преминат в състояние на ликвефакция) .
Например, в наситени с вода седиментни пластове при силно натоварване или трус може да се наблюдава ликвефакция, когато почвата изгуби устойчивост и носимоспособност моментално.
Как се оценява стабилността
Инженерно-геоложките проучвания и тестове са фундаментални за определянето на стабилността:
-
Сондажи и вземане на проби — за анализ в лаборатория на фактори като сцепление (c), ъгъл на вътрешно триене (φ).
-
Лабораторни изпитания — триосови изпитания, консолидиране, анализ на слягания.
-
Тестове in situ — например, тест за налягане чрез плоча (plate load test), конусовиден пенетрационен тест (CPT), стандартен пробивен тест (SPT) и др.
-
Графични и аналитични методи — формули за носимоспособност:
qᵤ = c · N_c + γ·D·N_q + 0,5·γ·B·N_γ (формула, използвана в класическите теории).
Как да подобрим стабилността на почвата
Когато геотехническото проучване покаже, че стабилността е под желаната, се прилагат мерки за подобряване на основата:
-
Подмяна на слаб пласт — премахване и замяна с материал с по-добри характеристики (пясък, чакъл)
-
Химично заздравяване — добавяне на цимент и смоли за повишаване на сцеплението и стабилността
-
Геотекстили и армировки — армировките осигуряват допълнителна устойчивост на срезови усилия.
-
Контрол на водата — дренажни системи, отводняване на терена/основите — това вече беше разгледано в предишната статия, но тук е ключово за стабилността.
Статията за стабилността на почвата е естествено продължение на темата за дренаж и укрепване. Без устойчива почва, дренажът и укрепващите мерки губят ефективност — всичко започва от геотехническата устойчивост на терена.
Но при вече изградени къщи и сгради укрепването на почвата под тях обикновено е невъзможно за изпълнение. В тези случаи се прилагат мерки за укрепване на самите основи и за премахване на водата чрез надеждна дренажна система. Това са единствените ефективни начини за предотвратяване на по-нататъшни деформации и за удължаване живота на сградата.
