Строительные вакансии
строительство из земли (грунта)
Строительство сооружений из земли (грунта) имеет историю, уходящую в глубь веков. Самое известное в России здание из земли – это Приоратский дворец в г. Гатчина, построенный под руководством выдающегося русского архитектора Н.А.Львова в 1798 — 1799 гг. В период бурного развития сборного железобетона (с 1954 по 1985 гг.) из массового строительства практически были вытеснены все другие материалы. В тоже время преимущества жилья из грунта привели к тому, что интерес к нему проявляется в достаточно богатых по мировым меркам странах. В частности, в Бельгии, Германии, Италии, США, Франции и других, где ведется пропаганда использования грунта для строительства различных типов зданий: домов для семей с низкими и средними доходами, роскошных домов, зданий для офисов, религиозных зданий и других сооружений. Причем, строительства не только отдельных зданий, но и полноценных поселений.В 1979 году во французском Гренобле был создан Международный центр исследований в области грунтостроения (CRA Terre). В Центре работает международная и междисциплинарная команда специалистов. Деятельность Центра простирается более, чем на 80 стран мира. Использование грунта не в последнюю очередь сдерживается несовершенством всех известных технологий его обработки.Решить проблему производства качественных строительных блоков из грунта позволяет технология, известная как зонное нагнетание, «Русские качели®», СПРИТ. Машины, реализующие технологию, спроектированы таким образом, что могут быть использованы для производства строительных изделий в промышленных условиях, а также непосредственно на месте строительства без устройства специального фундамента.
1. О самом доступном и дешёвом строительном материале – земле (грунте)
Самым доступным материалом, который есть повсеместно, является земля, а точнее грунт, находящийся под растительным слоем. Грунт, используемый как строительный материал, это древнейший бетон, где в качестве вяжущего выступают глинистые частицы.
Грунты являются разнородным и сложным материалом – природным композитом. Они состоят из разного размера минеральных частиц разных горных пород, разложившихся органических веществ и растворённых минеральных солей. Пустоты между частицами заполнены воздухом и водой с растворёнными в ней солями.
На рис. 1 изображено поперечное сечение слоёв грунта, называемое профилем грунта. Верхний слой грунта – это почва или гумус (слой 1), обычно тёмный по цвету, содержит волокнистые вещества и гниющие растительные остатки и не может быть использован в строительстве. А вот грунты слоёв 2 (плотный, часто содержащий значительное количество глинистых частиц) и 3 (преимущественно песчаный) могут быть использованы и используются в строительстве и изготовлении строительных изделий.
Строительство из грунта имеет ряд очевидных достоинств:
Дешевизна. Это очевидно из многовековой практики земляного строительства.
Пожаробезопасность . Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче.
Гигиеничность. Постройки из земли сухи и вполне комфортны для проживания.
Малая теплопроводность. Здания из земли теплее кирпичных. Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и бетонных зданиях.
Экобезопасность. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов (а также, как отмечалось выше, для эксплуатации).
Особо следует отметить простоту утилизации строений из грунта – из земли родился, в землю и ушёл.
Строительство из грунта условно можно разделить на три основные разновидности:
- постройки со стенами, устраиваемыми в опалубке, где грунт уплотняют трамбованием. Такие постройки называют землебитными или глинобитными;
- постройки из отдельно приготовляемых трамбованием грунтоблоков или землебитных камней;
- постройки из кирпичей, изготовленных пластичным формованием грунта.
2. О грунтостроении в исторической ретроспективе и перспективе
Строительство сооружений из земли (грунта) имеет историю, уходящую в глубь веков, насчитывая не одно тысячелетие, и зародилось ещё в недрах древних цивилизаций, сформировавшихся на берегах Нила, Тигра, Евфрата, Хуанхэ. С древности строят дома из грунта практически на всех континентах Земли, разве что за исключением Антарктиды. За прошедшие тысячелетия в различных климатических зонах из земли возводились города, посёлки, дворцы, храмы, крепостные стены, форты и т.п.
Интересно, что когда первые в XIX веке европейцы попали в Южную Аравию и увидели город Шибам, они поразились этому «аравийскому Манхэттену» — город состоял из восьми и более этажных домов.Грунт, как строительный материал, используется не только в «тёплых краях», но и в регионах с весьма суровым климатом. Например, в Гималаях.
Велось строительство из грунта и на территории нашей страны. Самое известное в России здание из земли – это Приоратский дворец в г. Гатчина, построенный под руководством выдающегося русского архитектора Н.А.Львова (1751-1803). Само название «Приоратский» определяет назначение дворца как резиденции для приора (т.е второго должностного лица) Мальтийского ордена, в котором сам император Павел I, как известно, являлся Великим магистром.
Приоратский дворец стоит уже более двух веков на берегу Черного озера, пережил бомбежки, обстрелы во время Великой Отечественной войны и являет собой неоспоримый аргумент в пользу надежности и долговечности построек из грунта.
В нашей стране в период бурного развития сборного железобетона (с 1954 по 1985 гг.) из массового строительства практически были вытеснены все другие материалы. И настолько был забыт опыт грунтостроения, что когда изменилась техническая политика в области производства строительных материалов, предложения по строительству из грунта были восприняты как откровения.
В тоже время преимущества жилья из грунта привели к тому, что интерес к нему проявляется в достаточно богатых по мировым меркам странах. В частности, в Бельгии, Германии, Италии, США, Франции и других, где ведется пропаганда использования грунта для строительства различных типов зданий: домов для семей с низкими и средними доходами, роскошных домов, зданий для офисов, религиозных зданий и других сооружений. Причем, строительства не только отдельных зданий, но и полноценных поселений.
Ярких примеров такого строительства немало. Среди них жилое поселение Ла Луз площадью 200 га, вблизи города Альбукерке (штат Нью-Мексико, США). На этом участке земли в 1969 -1974 годах было построено 92 блокированных жилых дома и объекты различного социально-культурного назначения. Признанием со стороны общества является придание этому поселку статуса национального достояния.
Не менее значимым мировым опытом является опыт проектирования и строительства экспериментального жилого квартала в Вильфонтэн (вблизи Лиона, Франция) в 1982-1986 годах. 11 архитектурных групп в своих проектах для строительства 65 жилых домов применили различные конструктивные методы и схемы с использованием грунта в качества строительного материала. В отличие от американского опыта французские архитекторы предусмотрели и жилые многоквартирные дома.
Благодаря Интернет имеется прекрасная возможность посмотреть разнообразные архитектурные решения строений из грунта от довольно скромных до весьма дорогих домов (см., например, http://www.apparatus.com, http://rammedearthworks.com, http://www.rammedarth.com).
Cледует особо отметить, что для жителей стран с богатым населением проживание в доме, построенном из земли (грунта) является свидетельством не их бедности, а ориентированности на экологию. Если в Интернете открыть какую-нибудь страничку по строительству из грунта, то зачастую на ней же помещена информация о применении солнечной энергии, рациональном использовании воды и так далее. А в предлагаемых проектах эти линии сведены воедино как проект экологического жилья, «экодома» (см., например, http://www.earthship.org).
В 1979 году во французском Гренобле был создан Международный центр исследований в области грунтостроения (CRA Terre). В Центре работает международная и междисциплинарная команда специалистов. Деятельность Центра простирается более, чем на 80 стран мира (см. www.rott-terredefan.com).
Известный изготовитель оборудования для производства грунтоблоков, американская компания Terra Block Inc., оценивает мировую потребность в грунтоблоках в 2,5 млрд. долл. США. Поэтому неудивительно, что к исследованиям по грунтостроению привлекаются серьёзные научные силы. Так в США ученые из университетов Нью-Йорка и Сан-Франциско проводятся стендовые испытания, позволяющие выявить критические нагрузки, которые могут выдерживать сооружения, построенные из этого материала.
Так в США ученые из университетов Нью-Йорка и Сан-Франциско проводятся стендовые испытания, позволяющие выявить критические нагрузки, которые могут выдерживать сооружения, построенные из этого материала.
В составе добровольной организации международной стандартизации ASTM International (первоначально известной как Американское общество по испытанию материалов) имеется технический комитет D18, специализирующийся на разработке стандартов в области испытаний грунта и скальных пород. В рамках комитета D18 функционирует 20 подкомитетов, включая D18.15 по стабилизирующим добавкам и D18.14 по геотехнике устойчивого строительства.
Существенно продвинулись в деле нормативного обеспечения грунтостроения в Новой Зеландии, где с 1999 года действуют три стандарта по строительству из земли (грунта):
№ NZ 4297 «Инженерное проектирование зданий из земли»;
№ NZ 4298 «Материалы и необходимые навыки для строительства из земли»;
№ NZ 4299 «Строения из земли, не требующие специального проектирования».
Первый из этих стандартов посвящён требованиям по прочности, предъявляемым к сооружениям из земли, второй – устанавливает требования по обработке материалов для строительства, а третий – «закрывает» вопросы строительства относительно простых сооружений, не требующих специальных знаний. Деловые новозеландцы считают, что введение этих стандартов существенно (в ряде случаев в несколько раз) экономит затраты по оплате услуг специалистов и позволяет многие работы выполнять самим застройщиком.
В Австралии стандарт по строительству из земли (№ НВ 195) в виде некоего справочного пособия был разработан в 2002 году. По мнению разработчиков, он рассчитан, прежде всего, на профессиональную аудиторию, в т.ч. архитекторов, строителей, инженеров и строительных инспекторов, тем не менее, может быть использован и индивидуальными застройщиками.
3.Особенности грунтоблочного строительства
Наиболее удобным и рациональным при строительстве сооружений является использование грунта в виде грунтоблоков. Если дом строится без подвала, то грунта, вынутого для устройства фундамента, хватает на сооружение стен одноэтажного дома. Если же дом строится с подвалом, то грунта, вынутого для подвала, хватает на стены уже двухэтажного коттеджа. Для сооружения стен можно использовать также грунт, вынутый при планировке участка, при сооружении колодца или бассейна, при обустройстве дренажа и других работах.
Известны методы улучшения природной прочности и устойчивости грунтов к физико-механическим воздействиям. Эти методы обычно называются стабилизацией грунтов, и используются в мировой практике на протяжении многих столетий.
Основными способами повышения устойчивости грунтов к погодным факторам являются: увеличение плотности грунта, введение в грунт вяжущего вещества, которое связывает частицы грунта, добавление гидрофобного вещества, которое действует как водозащитное, водоотталкивающее средство.
Выбор и применение правильного метода стабилизации может увеличить прочность грунта в 5-7 раз и более, улучшить его сопротивляемость эрозии.
Далеко не всегда глинистые грунты, имеющиеся в данной местности, подходят для изготовления стеновых материалов, но это не означает, что эти грунты нельзя использовать. Качество грунта можно улучшить естественными или искусственными методами путём повышения или понижения его пластичности и изменения соотношения между глиной и песком в грунте.
Если в данной местности имеются супеси (глинистые пески), их пластичность рекомендуется повышать одним из следующих методов: летованием, промораживанием, добавкой высокопластичных глин.
В качестве неорганических (минеральных) добавок для стабилизации грунта в условиях индивидуального производства, в основном, используются цемент и известь, реже гипс.
Использовать отходы промышленного производства, которые могут употребляться в качестве замены портландцемента, для индивидуального применения не рекомендуется, так как в каждом конкретном случае требуется проверять эти отходы на биологическую безопасность, то есть на отсутствие радиоактивных, токсичных, канцерогенных и тому подобных веществ и соединений.
Цемент может применяться для стабилизации всех видов грунтов. Однако наибольшая прочность при наименьшем расходе цемента достигается в случае применении крупнообломочных и гравелистых грунтов, супесей и грунтовых смесей оптимального состава. Значительно большее количество цемента требуется для тяжёлых суглинистых и, тем более, глинистых грунтов.
Для эффективной стабилизации важно, чтобы количество глинистых частиц было не более 30 %, что позволяет применять небольшое процентное содержание цемента, добавляемого в грунтовую смесь.
Известь широко применяется в различных областях строительства, в том числе, и для стабилизации грунта.
Количество извести подбирается, исходя из содержания в ней оксидов кальция и магния. Чем их больше, тем меньшее количество извести требуется для обработки грунтов.
Для стабилизации грунтов может быть использована как гашёная известь, так и негашёная известь.
При стабилизации грунта известью особенно важно, чтобы отформованные блоки имели высокую плотность, что способствует тесному соприкосновению частиц извести и грунта и благоприятным условиям для протекания реакций стабилизации.
Использование грунта не в последнюю очередь сдерживается несовершенством всех известных технологий его обработки, хотя вряд ли какой строительный материал способен сравниться с правильно обработанным грунтом при строительстве одно-двух этажных сооружений.
Решить проблему производства качественных строительных блоков из грунта, в том числе непосредственно на месте строительства, позволяет технология, известная как зонное нагнетание, «Русские качели®», СПРИТ, которой посвящён сайт www.ИННОЦЕНТР.РФ.
Машины зонного нагнетания «Русские качели» спроектированы таким образом, что могут быть использованы для производства строительных изделий в промышленных условиях, а также непосредственно на месте строительства без устройства специального фундамента. В настоящее время они находят применение как в России, так и за рубежом.
Источник