Jak správně zhutnit půdu?

Na tom, jak dobře je zemina zhutněna, závisí nejen její únosnost, ale i pružnost a odolnost vůči vlivu teplotních deformací. Samotný pozemek pro budoucí stavby je heterogenní. Může vytvářet dutiny, zóny se zvýšenou a sníženou hustotou. Pokud se zhutnění neprovede a stavba začne okamžitě, pak pod vlivem mechanického zatížení začnou deformace, které povedou k poklesu. V důsledku toho se na silnicích objeví výmoly a budovy se také začnou rychleji hroutit. Pokud zhutníte zeminu i o 1 %, její pevnostní charakteristiky a odolnost vůči mechanickému zatížení se zvýší na 10-15 %. Proto je důležité provést tento postup pomocí kterékoli z dostupných metod.

Co je zhutnění půdy

To je to, co se běžně nazývá umělý proces zlepšování vlastností půdy, ale bez jakékoli změny jejích chemických vlastností. Při zhutňování se částice zeminy pohybují, vytváří se mezi nimi lepší kontakt a tím dochází ke zhutnění. Takové místo pro budoucí výstavbu má vysokou únosnost. Zároveň je půda méně erodována a sesedá.

Hutnění je zaměřeno na vytlačení více kapalných plynných složek z půdy a dosažení pevného stavu půdní hmoty s objemem vzduchu do 3-5%.

Bez ohledu na způsob hutnění je půda vždy předem navlhčena (vlhkost se určuje v závislosti na typu půdy). Například pro hutnění písku je nutné, aby jeho vlhkost byla v rozmezí 14-23%. V souladu s tím bude vyžadováno vydatnější smáčení. Pokud mluvíme o hlíně, pak by toto číslo mělo být 12-18%. Pro hlínu je optimální úroveň vlhkosti 16-26% a pro písčitou hlínu – 9-15%.

Vlastnosti půdy

Při výběru způsobu zhutnění půdy je třeba zvážit typ půdy. Existuje určitá klasifikace:

• Rocky. Jedná se o půdu, která se skládá převážně z hornin (žula, vápenec, dolomit). Je pokryta velmi tenkou vrstvou zeminy. Kamenitá půda sama o sobě je velmi odolná a odolná vůči zátěži, vlhkosti nebo změnám teplot.
• Poloskalní. Půda se může skládat ze stejných hornin jako kamenité půdy, ale je v ní mnoho trhlin a poruch. To znamená, že jeho pevnost je výrazně nižší.

• Hrubá klastika. Jedná se o půdu, která je primárně složena z horninových částí. Taková zemina má nízkou stlačitelnost a může být smývána vodou.
• Sandy. Půda se skládá z sypkého písku a má vysokou propustnost vody. Dobře se vymývá a díky silné vlhkosti zhoustne.

• Jílovitý. Skládá se z hlíny, žádné pískové nečistoty. Taková půda při navlhčení velmi bobtná, v chladném období rychle eroduje a bobtná. Takovou půdu je velmi obtížné zhutnit.
• Hlína. Zemina je tvořena pískem (může být až 90 %) a jílem. Hlína po přidání vody silně bobtná a odplavuje se.

• Rašeliniště. Skládá se z rostlinných zbytků. Taková půda se dobře stlačuje, protože obsahuje velký objem vlhkosti.
• Prašný (rychlý písek). Tento typ půdy je nejobtížnější na zhutnění. Je vysoce rozmazaný a mobilní.

Jedná se o přírodní půdy, ale existují i ​​umělé odrůdy. Patří sem například hromadné základy ze štěrku, písku a drceného kamene. Mohou také obsahovat stavební odpad, strusku atd.

Metody zhutňování půdy

V závislosti na typu půdy se používá několik způsobů zhutňování.

Pěchování

Jedná se o mechanickou metodu ovlivnění, při které jsou z půdy odstraněny dutiny a vzduchové dutiny. Hlavní výhodou této metody je schopnost pracovat s velkými tloušťkami útvarů. Podbíjení se však nedoporučuje, pokud je půda příliš mokrá. V opačném případě může mít opačný účinek a pouze prokypří půdu.

Zdravý! Hutnění je nejúčinnější při hutnění hrubé zeminy a násypů.

Podbíjení můžete provést sami pomocí ocelové trubky nebo těžké klády. Na něm je nutné zajistit čtvercovou základnu. Princip takového zhutnění je jednoduchý – na půdu naráží v pravém úhlu. Účinnost takového zhutňování je však nízká a pro zpracování velké plochy bude vyžadovat mnoho úsilí a času.

Používají se i desky o hmotnosti až 15 tun. Hloubka zhutnění půdy v tomto případě bude záviset nejen na hmotnosti, ale také na ploše desky (čím větší je, tím hlubší je účinek) v kontaktu s půdou. Ale použití takového zařízení bude vyžadovat těžké vybavení, takže tato metoda se ve stavebnictví tak často nepoužívá.

Rolling

Pro hutnění půdy se používají těžké válce. Stačí je opakovaně vozit po staveništi a díky váze zařízení se rychle zhutní. Má to ale jednu nevýhodu – zátěž lze upravit pouze výběrem válečků s různou hmotností nebo zvětšením kontaktní plochy.

Válcování se provádí v několika fázích. Nejprve je třeba provést zásah. K tomu je nutné během experimentálních prací určit požadovanou úroveň zhutnění půdy. Teprve po obdržení výsledků můžete určit, který typ technologie je nejlepší použít.

Zdravý! Vzhledem k tomu, že stroje tohoto typu se běžně pronajímají, je důležité správně určit požadovaný typ kluziště.

Typy zhutňovacích válců

Válečky se liší podle typu pracovního prvku – váleček:

• Vlečné vibrace. Hmotnost kluziště může být 3-15 tun. Takové modely jsou použitelné pro většinu půd.
• Statický tříválec. Váží 8-15 tun. Jeden válec je poháněn a další dva jsou poháněny. Existují novější modely, ve kterých jsou poháněny všechny tři válce. Navíc jsou kluziště vybavena korektivním zatížením vody.

• Vibrace s vlastním pohonem (3-17 tun). Takové modely mají pouze jeden válec a kola jsou poháněna pneumaticky. Některé válce jsou vybaveny vačkami, které zvyšují účinnost při hutnění jílovitých půd nebo při požadavku na hluboké zhutnění.
• Ruční dvouválec. Docela lehký a relativně levný mechanismus. Používá se pro malé plochy. Hmotnost kluziště je 4-10 tun.

• S pneumatikami (10-35 tun). Pneumatiky mohou být od 7 do 11 kusů. Převalují se přes sebe. Navíc lze nainstalovat vodní nebo pískovou zátěž.
• Statické pěchování (15-30 tun). Válec má 4 vačkové kladky. S velkou hmotností se taková vozidla pohybují poměrně rychle.

Pokud má válec hladký povrch, lze jej použít pro jakýkoli typ půdy. Vačkové modely jsou efektivnější při práci s jílovitými půdami. Při hmotnosti stroje 10 až 25 tun dosahuje hloubka zhutnění půdy 30 cm Pokud potřebujete hutnit do 50 cm, pak je lepší dát přednost těžším zařízením, do 50 tun. Při hutnění do 50 cm bude potřeba nejdražší a nejtěžší typ stroje o hmotnosti až 100 tun.

Vibrace

Pro hutnění se používají speciální vibrační mechanismy (obvykle rotační excentrické závaží). Během práce je půda vystavena nejen mechanickému namáhání, ale kombinaci statického a dynamického zatížení. Vlivem rychlých dopadů na povrch půdy se přes něj přenáší vibrace, které způsobují posun částic podložní zeminy.

Vibrováním lze dosáhnout vyšší hustoty a větší hloubky zhutnění. To vyžaduje méně přístupů, což znamená, že lze dosáhnout významných úspor času. Vibrace jsou vhodné pro jakýkoli typ půdy. Více než 70 % práce se provádí s takovým zařízením. Jedná se tedy o univerzální metodu, ačkoli zpočátku se vibrace používaly výhradně při práci s písčitými nebo velkoblokovými půdami. Technika si ale získala oblibu, a tak vznikla modernější zařízení pro práci i s hlínami, jíly a jinými „obtížnými“ půdami.

• Vibrační desky. Říká se jim také vibrační plošiny. Výstroj je vybavena masivní podrážkou, která je schopna přenášet vibrace způsobené nárazy. Talíře se dodávají v různých hmotnostech. Čím vyšší je, tím hlouběji bude hutnění provedeno. Při práci na soukromých pozemcích obvykle postačí desky o hmotnosti 75-90 kg. V tomto případě je možné dosáhnout zhutnění vrstvy až do hloubky 25 cm Plocha podešve může být 1600-6000 cm2. Existují i ​​masivnější do 15 centů (1,5 tuny).
• Vibronohy. Jedná se o jednodušší zařízení, méně odolné a funguje na trochu jiném principu. Vibroleg nenaráží na půdu, ale skáče, díky čemuž se provádí zhutnění. Dopadová plocha zařízení není větší než 1000 cm2. Hmotnost vibrolegy je 60-70 kg. Při tom všem je kompaktnější zařízení schopno ovlivnit hloubku až 40 cm, ale při práci je třeba vyvinout větší sílu, plocha se zpracovává mnohem pomaleji.

Při výběru správného vybavení nebo speciálního vozidla musíte vzít v úvahu i specifika práce.

Časté chyby při hutnění a výběru způsobu hutnění

Před provedením zhutnění musíte vzít v úvahu několik nuancí nebo spíše chyb:

• Pokud se provádí jednovrstvé zhutnění, neměli byste okamžitě vyplňovat základový substrát, protože v tomto případě to bude ten, který bude zhutněn, a samotná půda zůstane porézní. To platí zejména pro ruční pěchování, u kterého nebude hloubka zhutnění větší než 15-20 cm, a to i při použití těžké techniky.
• Někteří lidé se domnívají, že drcený kámen a štěpky je zbytečné hutnit. V objemných půdách se dutiny tvoří stejným způsobem jako v jiných typech půd. Jedinou výjimkou je keramzit, který je díky svému kulatému tvaru velmi obtížně zhutnitelný. Jako substrát pro masivní konstrukce se však používá velmi zřídka.
• Oblasti výstupu z komunikace musí být utěsněny, i když mnoho z nich to nedělá. K práci byste však neměli používat vibrační desky, protože může dojít k poškození potrubí (při zhutňování povrchu). V takových oblastech je lepší použít ruční pěchovadlo. Je ale také nutné zhutnit půdu pod komunikacemi.
• Je důležité sledovat kvalitu pěchování, protože tento postup se nazývá skrytý. To znamená, že v budoucnu nelze zkontrolovat kvalitu práce.

Zdravý! Chcete-li zkontrolovat, zda je půda dostatečně zhutněná, musíte ji prorazit malou výztuží. Pokud volně přechází do země, pak zhutnění nestačí. Obzvláště pečlivě musíte kontrolovat špatně dostupná místa (například rohy).

V souladu s tím je zhutnění půdy povinnou fází výstavby. Více si o tom můžete přečíst v SNiP 3.02.01-87, stejně jako GOST 22733-2002.

Jednoho dne agronom, kterého jsem znal, aby jasně ukázal, jak je půda zhutněná, vjel na sklizené zářijové pole a ujel po něm několik kilometrů autem. Nikdy neuvízl na orné půdě. Zhutnění půdy v důsledku nárazu zemědělské techniky postupně zabilo ornou půdu a proměnilo ji v obdobu polní cesty.

Přečtěte si AgroXXI v TELEGRAM ZEN VK

Zemědělci po celém světě vytrvale hledají nová technologická řešení, jak minimalizovat zhutnění půdy. Zdá se, že lehká autonomní vozidla budou jedním z takových řešení v nepříliš vzdálené budoucnosti. V každém případě Brady Bjornson, senior manažer Topcon Agriculture, sdílí tento názor.

Dlouhodobý a rozsáhlý výzkum prováděný společností podle něj jednoznačně potvrdil významný vliv utužení půdy na zemědělské výnosy a ziskovost. Zhutnění půdy snižuje efektivitu zemědělské výroby, zvyšuje náklady na obdělávání polí a přispívá ke snížení výnosu. Výzkum ve Spojeném království ukázal, že zabránění zhutnění půdy zvyšuje celkové zisky o více než 132 USD na hektar. Průzkum odhalil i další důležitou okolnost: zemědělci zpravidla nevědí, jak velkou část své půdy skutečně zhutnili, a tím snížili výnosy. Mezitím vědci z pražské PřF pod vedením profesora M. Krulika v roce 2009 provedli výzkum zhutnění půdy při pěstování řepy. Záznam stop pohybu veškeré techniky po poli po dobu jednoho roku ukázal, že téměř 90 % pole má vyjeté vyjeté koleje po zemědělských strojích.

Přitom průměrná hmotnost traktoru je cca 10-20 tun, obilného kombajnu do 30 tun a samojízdného řepného kombajnu 50-60 tun V průměru jde technika na pole cca 12 -15x za sezónu.

Utužování půdy se každým rokem zvyšuje a v poslední době se mění v „tichého zloděje“, který zemědělskému výrobci bere významnou část úrody.

Spočítejte těsnění

Zhutnění a jeho hloubku lze určit pomocí penetrometru. Tento nástroj umožňuje zemědělci měřit oblast, kde došlo ke zhutnění půdy, hloubku, ve které se vytvořila, a sílu potřebnou k proniknutí do této vrstvy, aby se rozbila.

Mnoho výrobních společností začalo v posledních letech vytvářet senzory a celé systémy, které jim umožňují posoudit stav polí a vybrat vhodnou metodu a jednotky pro boj s utužením půdy. Na trhu již existují rotační senzory a sudové převodníky kalibrované pro standardní podmínky, stejně jako ultrazvukové senzory, které poskytují zpětnou vazbu v reálném čase pro úpravu hloubky zpracování půdy. A takové senzory budou zřejmě žádané zejména tam, kde bude těžké odmítnout výkonnou a těžkou techniku.

Optimalizace, „onesize“ technologický park a tratě

V mnoha zemích s velkými poli se tradičně používá silná a těžká zemědělská technika. Velké zemědělství v Severní Americe, Rusku a Kanadě, kde jsou pole o rozloze 1000 akrů normou, vyžaduje právě takové jednotky. Ale pokud není možné opustit těžkou techniku, možná stojí za to přemýšlet o „správných trasách“ pro těžké traktory a kombajny?

Zkušenosti ukázaly, že hutnění lze částečně omezit dálkovým ovládáním zemědělské techniky s optimalizací jejích tras po poli. Znatelné výhody může přinést i výběr zemědělských strojů se stejným rozchodem. To zajistí, že se zhutní pouze malá část pole a zbytek pole zůstane nedotčený. Například v USA je takový výběr běžnou praxí vzhledem k tomu, že většina zemědělských strojů má základnu 30 nebo 40 stop.

Obsluha strojů může navíc používat pneumatiky s ultranízkým tlakem a pneumatiky s vysokou flotací (SFT). A při výměně sklízecích mlátiček můžete začít pořizovat pásové stroje. Nyní jsou tyto kombajny stále populárnější jak v Severní Americe, tak v Evropě. Přední američtí výrobci již dodávají na tuzemský trh každý třetí nebo čtvrtý pásový sklízecí mlátička.

Ruské zkušenosti

Rusko nashromáždilo své vlastní zkušenosti se snižováním tlaku na půdu – instalací dvojitých a trojitých kol, která byla aktivně používána v 80. letech minulého století. Použití dvojitých kol snížilo měrný tlak na půdu o 20-50 %, přičemž se zvýšila průchodnost jednotek a jejich trakce.

Tato zkušenost byla zapamatována, když se zhutňování půdy stalo skutečným problémem. V současné době téměř všichni výrobci moderních zemědělských strojů montují na traktory dvojitá kola. V základní konfiguraci traktorů RSM 2375 od firmy Rostselmash je tedy nabízena dvojice kol s koly o poloměru 710 a 520. Navíc mohou být tyto traktory vybaveny pryžovými pneumatikami, které snižují tlak na půdu 4krát.

U traktorů Kirovets jsou volitelně nabízena dvojitá kola. Dvojitá kola jsou ekonomičtější možností, ale před rozhodnutím je třeba zvážit několik faktorů. Za prvé, zvětšení velikosti. Například na dvojitých pneumatikách jsou rozměry vozu podél kol asi 3,8 m a na rovných pneumatikách – 5,5 m a tyto rozměry jsou již mimo povolené přepravní rozměry. To znamená, že se na veřejných komunikacích nebudete moci bez problémů pohybovat. A musíme předem myslet na to, jak dodávat zařízení z jednoho oboru do druhého.

Je však nepravděpodobné, že by bylo možné konečně vyřešit problém nadměrné konsolidace pouze změnou postoje k zemědělským strojům. Není možné vyrovnat se s „půdním dnem“ a vrátit půdu do dobře agregovaného stavu bez obnovení půdní bioty. To lze provést pomocí organických hnojiv nebo zeleného hnojení. Dobré výsledky poskytuje výsev lupiny, vojtěšky, jetele, řepky, hořčice a dalších plodin na pole ležících ladem a následné zapravení zelené hmoty do půdy. Zkušenosti s pěstováním jetele sladkého v oblasti Kurgan ukázaly, že silný rozvětvený kořenový systém této plodiny proniká do hloubky 1–1,5 m, dobře odvodňuje, kypří i podrážku pluhu a zvyšuje vzdušnou a vlhkostní kapacitu půdy.

Každá farma bude mít samozřejmě vlastní výběr technických, technologických a agronomických řešení pro boj s nadměrným zhutněním s přihlédnutím k místním podmínkám a možnostem. Ale skutečnost, že takový soubor opatření musí být uplatněna bez prodlení, je jasná každému, kdo pracuje v terénu.

Vladimir Franckevich

Při přípravě článku byly použity informace z Future Farming, Precision Ag, Kurgan Agricultural Academy, Rostselsmash.

Zajímavé téma? Přihlaste se k odběru našich novinek na ZEN | Kanál v telegramu | Skupina VK.