Вопрос 12 - Длительная устойчивость откосов, склонов и удерживающих конструкций

Грунты являются реологической средой. Снижение прочности грунтов во времени приводит к постепенному уменьшению устойчивости массивов горных пород и оснований сооружений.

Известно много случаев, когда стоявшие незыблемо откосы и склоны, казалось бы, без видимых причин вдруг переходили в интенсивное движение и теряли устойчивость. История содержит много фактов катастрофических последствий оползней.

Деление склонов на устойчивые и неустойчивые условно. Устойчивый в настоящий момент времени склон может перейти в неустойчивое состояние в течение определенного времени.

Следует отметить, что наблюдаемое медленное движение оползневого склона не обязательно должно заканчиваться полной потерей устойчивости с переходом к катастрофической фазе. Подавляющее большинство склонов и откосов (до 90 %) многие десятилетия могут находиться в фазе глубинной ползучести, не переходя в катастрофическую фазу.

Это не означает, что такие склоны безопасны. Под воздействием медленно движущихся оползневых склонов и откосов деформируются и выходят из строя сооружения, возводимые на склонах: железные и автомобильные дороги, газопроводы, подпорные стены, опоры мостов и т. д. Характерным примером здесь может являться левобережный склон р. Москвы, служащий упором метромоста.

При оценке длительной устойчивости откосов и склонов возникают две проблемы. Первая – оценить устойчивость на заданный период времени, то есть произвести расчет по первой группе предельных состояний с учетом реологических свойств грунтов (длительная прочность и т. д.) и изменения других обстоятельств и ответить на вопрос, когда (или никогда) склон перейдет в неустойчивое состояние. Вторая – прогнозировать скорости и величины оползневых смещений на заданный период времени в соответствии с положениями расчетов по второй группе предельных состояний. Современное состояние науки и экспериментальной практики позволяет теоретически решать указанные выше проблемы.

Крайне важным в этой проблеме является тщательный анализ инженерно-геологической ситуации, опыт наблюдения за динамикой развития оползневых процессов в сходных геологических условиях региона. В ответственных случаях необходимо проводить натурные наблюдения и применять экстренные инженерные мероприятия по предотвращению потери устойчивости.

В качестве ограждающих конструкций на оползневых склонах, территориях набережных часто использовались подпорные стенки гравитационного типа. В последнее время все чаще применяют конструкции из буронабивных свай и столбов, заделанных в коренные породы.

Поскольку подпорные конструкции служат для поддержки в равновесии потенциально неустойчивых откосов грунтов, описанные выше реологические процессы могут проявиться в изменении условий взаимодействия подпорной конструкции и грунтового массива. Взаимодействие грунтов засыпки, медленно движущихся оползневых масс с ограждающими и противооползневыми конструкциями носит сложный пространственно-временной характер.

Известны примеры длительных смещений береговых устоев мостов, подпорных сооружений на авто- и железнодорожных магистралях, на гидротехнических объектах. Скорость смещений может быть разной от 5…6 мм в год в начале развития до 500 мм в год перед разрушением.

Количественная оценка этих процессов может быть выполнена с двух позиций. Первая - оценить длительную устойчивость ограждающей конструкции, взаимодействующей с нагружающим массивом (грунт засыпки, оползневое тело и т. д.), произведя расчет по первому предельному состоянию. Вторая - оценить величины смещений ограждающей конструкции, взаимодействующей с грунтовым массивом, то есть выполнить расчет по второму предельному состоянию.

Решением таких сложных задач занимаются специализированные организации.

Лекция № 8

Тема: «Расчет оснований по деформациям»

Вопросы:

1 – Виды и природа деформаций грунта

2 – Общие сведения о методах расчета фундаментов мелкого заложения по второй группе предельных состояний (методы расчетов по деформациям)

3 - Расчет фундаментов мелкого заложения по второй группе предельных состояний методом послойного суммирования

4 – Расчет свайных фундаментов

5 - Статические методы