Противооползневые сооружения и мероприятия

РАЗМЫВ

Лавина

Обвалы

Перевод

Обвалы

более или менее значительных масс горных пород — происходят наичаще под влиянием размывающей деятельности подземных источников, но иногда и вследствие подмыва берегов рекой или морем. Существенное отличие О, от происходящих вследствие однородных причин оползней заключается в том, что оторвавшаяся масса породы не сползает по склону, а, опрокидываясь быстро обрушивается вниз, причем первоначальное положение обвалившихся пластов является совершенно нарушенным. Гейм различает О. скал, О. осыпей, смешанные О. (скал и осыпей) и особенные О., происходящие вследствие подмывания берегов рекой или морем, т. е. от внешнего размывания. В гористых местностях и по берегам рек и морей О. представляют явление очень обыкновенное и причиняют иногда весьма значительные бедствия. Как пример наиболее крупных О., можно привести О. г. Россберг в 1806 г. и г. Чингель в 1881 г. в Швейцарских Альпах. Во время первого обвалившаяся масса в 15 млн. куб. м. засыпала 4 деревни, при этом погибло 457 человек, при втором — оторвалась масса в 10 млн. куб. м. и, быстро скатившись по крутому склону, в течение двух минут засыпала 89,5 гектаров, и погребла 115 человек. О. составляют обычное явление по берегам Па-де-Калэ, где вследствие размывания источниками песчаных слоев, обрушиваются в море вышележащие громадные толщи мела. Нередки О. на южном берегу Крыма, где в прошлом столетии О. у деревни Кучук-Кой увлек в море многие дома и сады, а также, хотя и менее значительные, по берегам Волги, Днепра и др. больших русских рек.

О сыпи, скопления обломков горных пород у основания и в нижней части крутых горных склонов. Образуются в результате выветривания горных пород и скатывания обломков вниз по склону. Материал не сортирован и состоит обычно из угловатых обломков различного размера — от песчаных зёрен и мелкого щебня до глыб поперечником в несколько м. Поверхность О. имеет уклон, близкий к углу естественного откоса, крутизна которого достигает 30—40°. В зависимости от крутизны угла откоса О. обнаруживают различную степень подвижности.

Перевод

Лавина

(нем. Lawine, от познелат. labina — оползень)

снежный обвал, массы снега на горных склонах, пришедшие в движение, скользящие и низвергающиеся. Возникновение Л. возможно во всех горных районах, где устанавливается устойчивый снежный покров. Освобождение горных склонов от накопившихся на них снегов происходит: от перегрузки снегом склонов во время метели или вследствие малой силы сцепления между новым снегом и подстилающей поверхностью в течение двух первых суток после окончания снегопада (сухие Л.); при возникновении между нижней поверхностью снега и подстилающей поверхностью склона водной смазки во время оттепелей или дождей (мокрые Л.); при формировании в нижних частях снежной толщи горизонта разрыхления, состоящего из кристаллов глубинной изморози, не связанных друг с другом (Л. сублимационного диафтореза). Причина разрыхления — более высокие температуры в нижних горизонтах снега, откуда водяной пар мигрирует в более высокие (холодные) горизонты. Это влечет за собой испарение снега в теплом горизонте и превращение его в горизонт скольжения (рис.).

В зависимости от характера движения снега по склонам выделяются три типа Л.: «осовы» (снежный оползень), соскальзывающие по всей поверхности склона вне русел; «лотковые» — движущиеся по ложбинам, логам и эрозионным бороздам; «прыгающие» по уступам, т. е. свободно падающие. Скорость движения Л. в среднем 20—30 м/сек. Падение Л. обычно сопровождается своеобразным свистом низкого тона (в случае падения сухого снега), скрежетом (в случае падения мокрого снега) или оглушительным шумом (в случае возникновения воздушной волны). Частота падения Л. и их объём зависят от морфологии Л. «Лотковые» Л. из крутых ложбин падают часто, но достигают небольших объёмов; из разрушенных каров Л. падают редко, но достигают огромных объёмов. Остатками Л. обычно являются лавинные снежники.

Л. обладают огромной разрушительной силой, вызывая большие катастрофы и препятствуя нормальной эксплуатация дорог, промышленных сооружений и спортивных комплексов. Меры защиты: профилактические (горнолавинная служба и горнотехнический надзор; прогнозирование времени схода лавин, искусственный сброс лавин с помощью обстрела и взрывов) и инженерные (предупреждение соскальзывания снега в лавиносборах путём облесения, застройки склонов и укрепления их опорными сооружениями; отвод Л. от защищаемых объектов направляющими дамбами, лавинорезами; пропуск Л. над объектом с помощью навесов и галерей). Для территорий, подверженных лавинной опасности, составляются специальные карты, на которых выделяются районы со значительной, средней и слабой лавинной опасностью, а также районы с потенциальной опасностью (в наст. время безопасные, но могущие стать лавиноопасными при вырубке лесов, выемке грунта на склонах и т.п.).

Перевод

РАЗМЫВ

— 1. Процесс разрушения и удаления продуктов разрушения г. п. водными потоками, ледниками, ветрами и др. Различают Р. наземный и Р. подводный. Признаками Р. наземного могут быть: неровная поверхность перерыва в разрезе; трансгрессивное залегание более молодой толщи; резкое литологическое отличие ее общего облика; угловое несогласие; эрозионный врез в подстилающие слои с резкой нижней и неясной верхней границами; следы выветривания близ поверхности несогласия; карманы с остатками наземных отл. и продуктов выветривания с остатками наземных и пресноводных организмов; следы выщелачивания и доломитизации карбонатов и др. Размыв подводный (рецессия) обусловлен деятельностью морских течений и сопровождается: бороздами течений; знаками ряби; механически отсортированными скоплениями ракушечника; наличием фауны, приспособленной к жизни в условиях.сильных течений; сокращенной мощн. подстилающей толщи; наличием галек, а также гладких, глянцевых, источенных фоладами и сверлящими губками обломков окаменелостей; смешением фаун неодинакового возраста в одном слое очень незначительной мощн. и т. п. 2. В океанологии, разрушение волнами берега, сложенного рыхлыми отл. Р. качественно отличается от абразии, при которой воздействию волн подвергаются скальные п. Образующийся при Р. уступ, сложенный рыхлыми отл., носит назв. берегового откоса. Р. является частным случаем абразии.

33 ВОПРОСЫ УСИЛЕНИЯ ОСНОВНОЙ ПЛОЩАДКИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО – СЛАБОЕ ОСНОВАНИЕ»

В условиях роста объемов перевозок и с учетом перспективы повышения осевых нагрузок особую актуальность приобретают не только усиление основной площадки земляного полотна, но и повышение прочности и устойчивости земляного полотна в целом, в том числе и на слабом основании.

Эффективность мероприятий по усилению слабого основания и земляного полотна в целом во многом зависит от степени подготовки их поверхностных слоев в качестве основания для укладки различных материалов усиления. Такая подготовка включает планировку и уплотнение их поверхностных слоев.

В настоящее время используют продольное уплотнение насыпи по мере отсыпки отдельных слоев заданной толщины, как правило, не более 0.4 м. При этом по условиям соблюдения правил техника безопасности уплотняющие машины не доходят до бровки земляного полотна на 0.5 м. Следовательно, с увеличением высоты насыпи поверхностные слои откосов оказываются практически неуплотненными вообще. Поэтому откосная часть насыпей (не рабочая зона от воздействия подвижного состава) представляет собой своеобразную двухслойную конструкцию – рыхлый неуплотненный грунт поверхностного слоя, лежащий на плотном наклонном основании. Мощность неуплотненного грунта поверхностного слоя зависит от крутизны откоса и его высоты. Неуплотненные поверхностные слои земляного полотна откоса служат очагами для развития деформаций, связанные с нарушением местной устойчивости.

Существует несколько способов уплотнения земляного полотна и откосов. При строительстве железных дорог применяют, например, такой способ, при котором земляное полотно отсыпают большей ширины, чем это предусмотрено по проекту, а неуплотненные (на величину уширения) поверхностные слои откоса срезают экскаватором, получая, таким образом, уплотненное земляное полотно и откосы проектного очертания. Уменьшать толщину неуплотненной части поверхностных слоев можно также за счет изменения конструкции откоса, в частности, уменьшения его крутизны. Однако, такой способ, как и применяемый в строительстве железных дорог, влечет за собой значительное увеличение объемов земляных работ.

Более эффективно и целесообразно применение специальных уплотняющих машин, которые разделены на две группы:

1 – уплотняющие средства (катки, вибрирующие или трамбующие плиты), у которых рабочий орган дает возможность уплотнять и прибровочную часть земляного полотна. Однако, даже при уплотнении земляного полотна машинами с вынесенными на бровочную часть рабочими органами в поверхностных слоях остается неуплотненная часть мощностью 0.2-0.3 м, опасная с точки зрения развития локальных деформаций.

2 – машины, предназначенные специально для уплотнения откосов. Например, виброкаток типа Д-480 как навесной к экскаватору или специально оборудованному для этих целей трактору.

Для усиления основной площадки земляного полотна и земляного полотна в целом, слабое основание системы «земляное полотно - слабое основание», находящихся в сложных инженерно-геологических условиях, определенный интерес представляет монолитная конструкция, состоящая из грунтов, обработанных вяжущим, и укладка в тело земляного полотна и на слабое основание земляного полотна геосинтетики.

Применение обработанных грунтов всегда предполагает широкое использование местных материалов [1,2]. Другая особенность усиления основной площадки земляного полотна обработанным грунтом – возможность использования при сооружении земляного полотна железных дорог технологии приготовления грунтовых смесей, механизации этих работ с учетом применения как специальных, так и серийно выпускаемых машин.

Необходимые условия применения грунтов, обработанных вяжущими – наличие местных песчаных и других аналогичных материалов, пригодных для приготовления цементогрунта или битумогрунта, а также машин и соответствующего оборудования для приготовления смесей, их укладки, разравнивания, уплотнения и последующего ухода. Использование такого местного грунта в усилении основной площадки земляного полотна возможно лишь при коренном изменении свойств, присущих такому естественному грунту. Учитывая это, под обработкой в работе принята вся совокупность воздействий на такой грунт вяжущего в сочетании с технологическими и строительными мероприятиями, обеспечивающими формирование заданных структурно-механических свойств, водо- и морозоустойчивости в соответствии с заданными нормами для этой конструкции.

Выполнение этих требований в целом гарантирует, например, долговечность битумопесчаной смеси, т.е. его длительную устойчивость к воздействию переменных кратковременных нагрузок в период строительства, и влияния климатических факторов. Требуемые свойства обеспечиваются правильным выбором основного вяжущего и установлением необходимых дозировок этого вяжущего и, при необходимости, добавок других вяжущих.

Прочность и водостойкость искусственной битумопесчаной смеси находится в прямой зависимости от следующих факторов, зависящих от:

– материалов: химический и минералогический составы, активность вяжущего или его физическое состояние (вязкость, температура, подвижность); количество вяжущего и других компонентов; химический и минералогический составы, физико-механические свойства песчаного грунта; характер взаимодействия песчаного грунта с вяжущим;

– технологии работ: точность дозирования вяжущего, равномерность перемешивания и увлажнения песчаной смеси; влажность и температура битумопесчаной смеси при уплотнении; степень плотности обработанного песчаного грунта после уплотнения; последующий режим твердения и структурообразования (влажность, температура), способствующий созданию среды для оптимального структурообразования материала усиления основной площадки земляного полотна.

Среди перечисленных факторов важное значение имеет придание обработанному песчаному грунту максимальной плотности. Обработка песчаного грунта всегда и обязательно связана с экономичным расходованием вяжущего. Поэтому, важнейшей задачей является обеспечение заданной прочности обработанного песка при наименьшем расходе вяжущего, что достигается при использовании наиболее рациональной технологии и обеспечении оптимального режима твердения, способствующих наиболее эффективному протеканию процессов взаимодействия песчаного грунта с введенным вяжущим. Максимальное использование свойств последних, формирование структурно-механических свойств в заданном диапазоне будут обеспечены только в случае наиболее плотной упаковки песчаных частиц. Получаемая в этом случае весьма плотная система способна по окончании процессов структурообразования выдерживать значительные нагрузки.

Роль вяжущего в такой системе в основном заключается в придании песчаному грунту необратимой связности и сохранении приданной песку максимальной плотности. Максимальная плотность песчаного грунта может быть достигнута лишь тщательным искусственным уплотнением песчаного смеси. Поэтому, в процессе разработки того или иного метода обработки должны быть изучены, разработаны и испытаны составы песчаной смеси, твердение которых по времени должно начинаться не ранее, чем произведено уплотнение уложенной битумопесчаной смеси. Таким образом, очевидна взаимосвязь и взаимообусловленность метода уплотнения и технологии работ в формировании заданных свойств обработанного песчаного грунта.

Выполненными в СНГ и дальнем зарубежье исследованиями показано большое значение гранулометрического состава песчаного грунта, как одного из главных факторов, определяющих строительные свойства песчаного грунта и пригодность песчаного грунта для укрепления вяжущим. По имеющейся схематической классификации по степени пригодности песчаного грунта для обработки вяжущим рассматриваемые песчаные грунты в Казахстане относятся к группе пригодных песчаных грунтов к обработке.

2.9. Искусственное изменение рельефа склона (откоса) следует пред у сматривать для предупреж ­ дения и стабилизации процессо в сдвига, скольже ­ ния, выдавливания, осыпей и т е чения грунтов, включая оползни - потоки (см. справочное приложе ­ ние 8).

2.10. Образование рационального профиля скло­на (откоса) достигается приданием ем у соответ­ствующей крутизны, террасированием и общей пла­нировкой склона (откоса), удалением или заменой неустойчивых грунтов, отсыпкой в нижней части склона упорной призмы (банкета).

2. 1 1. При проектирован и и уступчатой формы откос а размещение берм и террас следует пре­дусматривать на контактах пластов грунтов и на участках высачивания подземных вод. Ширину берм (террас) и высоту уступов, а также распо­ложение и форму банкетов следует определять расчетом общей и местной устойчивости ск л она (откоса), планиров о чными решениями, условиями производства работ и эксплуатационными требо­ва н иями.

На терр а сах необходимо предусматривать устрой­ство водоотводо в, а в местах высачивания подзем­ных вод - дренажей.

2.12. Удаление неустойчивых грунтов следует предусматривать, если обеспечени е их устойчивости оказывается неэффективным и л и экономически нецелесообразным.

2.13. На защищаемых склонах должен быть ор­ганизован беспрепятственный сток поверхностных вод, исключено застаивание вод на бессточных учас­тках и попадание на склон вод с присклоновой тер­ритории.

2. 1 4. Расчетные расходы дождевых вод в опо л ­зневой зоне следует определять по методу предель­ных интенсивностей. Период однократного превы­шения расчетной интенсивности до ж дя с л едует назначать в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85.

2.15. Сброс талых и дождевых вод с застроенных территорий, проездов и площадей (за преде л ами защищаемой зоны) в водостоки, уложенные в оползнеопасной зоне, допускается только при специаль­ном обосновании. При необходимости такого сброса проп у скная способ н ость водостоков должна соот­ветство в ать стоку со всей водосборной площади с расчетным периодом однократного переполне­ния не менее 10 лет (вероятность превышения 0,1).

Устройство очистных соор у жений на водосточных коллекторах, расположенных в оползнеопасной зон е, не допускается.

2. 1 6. Выпуск воды из водостоков с л едует предус­матривать в открытые водоемы и реки, а также в тальвеги оврагов — с соблюдением требований очистки в соответствии со СНиП 2.04.03-85 и при обязат е льном осуществлении противоэрозионных устройств и мероприятий против заболачивания и других видов у щ ерба окружающей среде.

2.17. Искусственное понижение у ровня подзем­ных вод (водопонижение) сле д ует предусматривать д л я устранения или ослабления разупрочняющего и разру ш ающего воздействия подз е мных вод на грун­ты, снижения или устранения фильтрационного дав­ления.

2.18. Для достижения требуемого понижения уровня подземных вод над л ежит применять следу­ющие виды водопонизительных устройств:

траншейные дренажи (открытые траншеи и кана­вы);

закрытые беструбчатые дренажи (траншеи, за­полненные фильтр у ющим материалом) для ос у ше­ния оползневого тела, рассчитанные, как правило, на недолговр е менный срок сл уж бы;

трубчатые и галерейные дренажи - в устойчивой з оне за пределами смещающихся грунтов для пере хвата подз е много потока при продолжительном сро­ке с л ужбы;

пластовые дренажи на участках высачивания под­земных вод на склонах (откосах) — для предотвра­щени я суффозии и в основ а нии подсыпок (банке­тов);

водопонизительные скважины различных типов (в том числе самоизливающиеся и водопоглощающие) в сочетании с дренажами или взамен их, в слу ­ чае бо л ьшей эффективности или целесообразности их применения.

2. 1 9. Отвод в оды из дренажных систем должен удовлетворять требованиям п. 2.15.

2.20. Удерживающие сооружения следует предус­матривать для стабилизации оползневых процессов при невозможности или экономической нецелесооб­разности изменения рельефа склона (откоса)

Удерживающие сооружения применяют с л едую­щих видов:

подпорные стены (на ест е ственном или свайном основа н ии);

свайные конструкции и столбы — для закреп­ления неустойчивых участков склона (откоса) и предотвращения смещений грунтовых массивов по ослабленным поверхностям;

анкерные крепления — в качестве самостоятель­ного удержива ю щего сооружения (с опорными пли­тами, балками и т.д.) и в сочетании с подпорными стенами, сваями, столбами.

2.21. Для повышения эффективности ра б оты удерживающие сооружения, когда это целесообраз­но по местным инженерно-геологическим условиям, следует заанкеривать в устойчивых грунтах.

2.22. Для с в айных конструкций следует предус­матривать, как правило, буронабивные железобе­тонные с в аи. Применение забивных с в ай допускает­ся в случаях, когда проведение сваебойных работ не ухудшает ус л овий устойчивости склона (откоса).

2.23. При наличии подземных вод со стороны удерживающего сооружения, обращенной к грунту, с л едует предусматривать гидроизоляцию и устрой­ство заст ой ного дренажа с выводом вод за пределы подпираемого грунтового массива.