Лекция № 13

Тема: Инженерные мероприятия по борьбе с оползневыми явлениями

Общие положения

Основное требование при разработке мер защиты заключается в необходимости повысить коэффициент запаса устойчивости (к_уст) склона не ниже требуемого значения при всех возможных вариантах его параметров, от которых зависит стабильность. Проектировать начинают с анализа устойчивости склона, рассматривая состояние откоса в течение продолжительного периода, так как свойства грунтов и гидрогеологические условия могут меняться во времени. Такой анализ при освоении территории необходим не только на период строительства, но и эксплуатации. Устойчивость склонов оценивают, изучая как естественные откосы, так и искусственно созданные.

Особого внимания заслуживает оценка устойчивости склонов с осовами, потому что даже смещенные к подножью обломочные породы могут вызвать начальные подвижки в откосах. Последние могут быть следствием возникновения фильтрационного давления при увлажнении осыпи атмосферными осадками, поэтому при отсутствии альтернативных решений лучше всего убрать осыпь до начала строительства,

Противооползневые мероприятия устанавливают на основе анализа причин, вызывающих развитие процесса сдвига, принимая во внимание градостроительную ценность участка и технико-экономическую целесообразность его освоения (табл. 9.1), а выбор и рациональное их сочетание определяют на основе технико-экономического сравнения вариантов.

В практике проектирования с оползневыми процессами борются комплексно, предусматривая меры профилактики на потенциально опасных склонах и радикальные на участках смещения горных пород. Одновременно устанавливают режим строительства и эксплуатации в зонах оползневых участков. Это запрещение подрезок в нижней части склона и подсыпок — в верхней, уничтожения растительности и распашки склонов, проведения нерегулируемого полива и сброса поверхностных вод. Накладывают ограничение на скорость движения транспорта по улицам прилегающей территории, разрабатывают специальные способы выполнения строительных работ.

Вертикальная планировка оползневых склонов

Вертикальную планировку потенциально опасного оползневого склона производят уполаживанием его до устойчивого состояния, а при большой высоте еще и террасированием, устраивая, так же как на овражных склонах, бермы с водоотводящими лотками (см. рис. 8.2, б, в). Одновременно склоны защищают от выветривания и размыва поверхностными водами, укрепляя их дерном или посевом многолетних трав.

Угол уположенного откоса α определяют с учетом наиболее опасного положения поверхности скольжения, а ориентировочное его значение

где m — коэффициент запаса, принимаемый m = 1,5 - 2; φ— угол внутреннего трения для смоченных грунтов склона; δ — допускаемое давление на грунт, величина которого не вызывает смещение оползневых масс, Па.

Перераспределение земляных масс на склоне целесообразно производить за счет срезки верхней части и перемещения ее в нижнюю. Вместе с тем не производят частичную разгрузку тела глубинных оползней и оползней-потоков путем перемещения грунта к подошве склона, поскольку она не дает требуемого эффекта. На мелких оползнях улолаживание откоса или придание ему ломаного профиля могут быть эффективными стабилизирующими средствами на потенциально неустойчивых участках.

Ранее в градостроительной практике на потенциально опасных или существующих оползневых массивах выполняли ступенчатый профиль откосов, уменьшая сдвигающие силы. Однако, как показывают натурные обследования и расчеты, эта мера не всегда обеспечивает необходимый эффект, поэтому решению о применении ступенчатой разработки должны предшествовать тщательные исследования и рассмотрение других вариантов укрепления оползневого склона. Создание берм хотя не обеспечивает снижения сдвигающих сил, но позволяет эффективно бороться с поверхностным и подземным стоками, если на них размещены водоотводящие лотки и дренажные системы,

На мелких оползнях с выявленной поверхностью скольжения целесообразно устраивать упорные призмы (контрфорсы) из земляных масс, отсыпаемых в языковой части естественного склона (рис. 41, а), у подножья искусственной насыпи (рис. 41, б) или откоса выемки (рис. 41, в).

Контрфорсы проектируют так, чтобы увеличить удерживающие силы вблизи подошвы откоса до величин, обеспечивающих соответствующий коэффициент устойчивости. Параметры этих сооружений определяют расчетом, принимая во внимание профиль откоса и необходимую величину сопротивления сдвигу.

Рис. 41. Устройство грунтовых упорных призм:

1 - упорная призма; 2 — коренные породы; 3 — поверхность скольжения; 4 — первоначальная поверхность склона; 5 — насыпь из зернистого грунта; 6 — то же, из легкого материала; 7 — отметка до реконструкции насыпи; 8 — проектная отметка поверхности; 9 — ил, глина с органическими остатками; 10 — лоток водоотвода; 11— дренаж

Нормальная работа любого подпорного сооружения зависит от его способности сопротивляться опрокидыванию и скольжению, сдвигу по контакту или ниже его с вовлечением основания. На опрокидывание рассчитывают, рассматривая упорную призму (контрфорс) как гравитационное сооружение с распределением сил, обеспечивающим соответствующее направление равнодействующей. Аналогичным образом контрфорс рассчитывают на сдвиг по контакту или ниже его с определением необходимой глубины заложения основания. Проверочные расчеты проводят в нескольких поперечных сечениях на разных отметках глубины, чтобы определить прочность упорной призмы на сдвиг.

Для снижения сдвигающих сил в искусственно созданной насыпи автомобильных дорог производят ее реконструкцию, частично заменяя грунт насыпи более легким (рис. 41, б), например котельным шлаком или ракушечником. В последнее время для уменьшения массы насыпи применяют полистирольные блоки и плиты. Во всех случаях сооружение пригрузочных насыпей сопровождают защитой от поверхностных, а при необходимости и подземных вод.

Для мелкого, относительно небольшого по площади оползня консеквентного скольжения при соответствующем обосновании применяют замену грунтов в плоскости скольжения песком. Песчаные тормоза устраивают, врезая первую штольню в нижнюю часть плоскости скольжения, от которой уступами делают несколько вертикальных, параллельных первой. Штольни заполняют песком, что создает условия, тормозящие движение земляных масс. Когда рассмотренные методы не позволяют стабилизировать оползневой склон, их сочетают с другими.