Оползневые процессы, причины развития и формы проявления

ИНЖЕНЕРНАЯ ПОДГОТОВКА ОПОЛЗНЕВЫХ И ОПОЛЗНЕВООПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Меры борьбы с карстом

Зависимости от среднегодового количества провалов

Степень пригодности территорий под застройку в

Зона застройки	Пригодные территории	Ограничен. пригодн. территория	Непригодные территории
Селитебная	<0,01	0,01-0,1	>0,1
Промышленная и транспортная	Провалы исключаются	<0,5	>0,5

Пятна под застройку зданий и сооружений выбирают на устойчивых, не нарушенных карстовым процессом, блоков пород. Не рекомендуется размещать здания и сооружения непосредственно на месте старых карстовых форм (воронок и впадин) и вблизи их скопления.

Территории, непригодные для строительства, используют для зеленых насаждений.

Выбор мероприятий по защите зданий и сооружений, возводимых в карстовых районах осуществляется в зависимости от условий развития и характера проявления карста, от назначения и конструктивных особенностей проектирования.

Инженерная подготовка оснований зданий и сооружений, проектируемых на территории с карстом, включает:

1) вертикальную планировку и отвод дождевых, сточных, дренажных и ирригационных вод за пределы водосборных площадей поверхностных вод;

2) засыпку карстовых впадин глинистым материалом;

3) тампонаж водоупорными материалами (цементацию) всех водопоглощающих воронок и трещин, выходящих на дневную поверхность, а также буровых скважин и других инженерно-геологических выработок;

4) заполнение подземных пустот (опасность возникновения провалов и оседаний зданий и сооружений) может быть уменьшена или ликвидирована тампонажем полостей и трещин в карстовом массиве и заполнением карстовых пустот бутобетонной кладкой;

5) устройство водонепроницаемых завес вокруг площадки застройки методами цементации, битумизации силикатизации, «стены в грунте», препятствующая развитию карстового процесса;

6) устройство глубоких фундаментов на буронабивных сваях или на опорах глубокого заложения, которыми проходят карстовые породы.

С целью обеспечения прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений устраивают специальные фундаменты, принимают меры по усилению конструкций зданий и улучшению условий их работы, строят промышленные здания новых типов.

Утечки агрессивных промышленных стоков, а также утечки из водопроводной, канализационной и других сетей в грунт не допускается.

Развитие оползня происходит в несколько стадий:

1)Стадий подготовки оползня – оползневообразующие факторы формируют условия достаточные для смещения слагающих склон пород.

2)Стадий оползневого смещения толщи – перемещается по поверхностям скольжения или зоне деформируемого горизонта.

3)Стадии временной стабилизации склона – скорость оползневого смещения может приближаться к нулю или затухать вовсе.

Различают две категории факторов, влияющих на состояние склона:

1 – факторы, определяющие напряженное состояние пород склона;

2 – факторы, формирующие их прочностные характеристики.

К первой категории относят;

– высоту и крутизну склона;

– подрезки вследствие антропогенных воздействий;

– абразию или эрозию;

– пригрузки верхней части склона;

– устройство зданий, сооружений;

– наличие подземных потоков грунтовых вод;

– мощность и градиент фильтрационного потока;

– вибрационное и сейсмическое воздействие на породы склона.

Вторая категория факторов включает:

– вид, структуру и текстуру пород отдельных слоев;

– строение склона;

– наклоны и раздробленность пластов;

– сопротивление сдвигу пород в пласте.

Равновесие действующих на склоне напряжений нарушается либо в результате воздействия факторов 1-ой категории, повышающего напряженное состояние пород либо под влиянием факторов 2-ой категории, вызывающих уменьшение прочностных характеристик пород или вследствие воздействия двух факторов.

Неоднородное строение склона, преувеличение его крутизны или нагрузки верхней части способствует неравномерному повышению напряжений в отдельных его слоях.

При возникновении предельных напряжений в более прочных слоях и их разрушении соответственно повышается напряжение в более слабых слоях.

Если прочность пород при этом недостаточна для восприятия напряжений, происходит лавинообразное нарушение пород в зоне смещения.

При нарушении устойчивости склонов территории из категории оползневоопасных переходят в категорию оползневых.

При анализе причин нарушения устойчивости склонов выделяют главные и второстепенные оползневообразующие факторы и количественно оценивают воздействие каждого из них на коэффициент устойчивости.

Для этого исследуют:

1) Геологическое строение склонов, характер напластования пород и их прочностные свойства; гидрогеологические условия, величину повышения уровней или пьезометрических напоров подземных вод, а также связь указанного явления с антропогенными воздействиями; экспозицию склона, геоморфологические особенности его поверхности.

2) Особенности изменения крутизны и нагрузок на склон, величину и скорость подрезки его основания в результате абразии или эрозии, а также в процессе строительных работ; дополнительные нагрузки на склон вследствие складирования грунта, строительства зданий и сооружений и влияние сейсмических процессов.

3) Изменение прочности пород вследствие выветривания; суффозионные явления в подножье склона и на участках высачивания фильтрационного потока.

4)Изменение химического состава подземных вод, вызывающее изменение в структурной прочности грунтов.

При проектировании противооползневых мероприятий необходимо учитывать:

– тип деформаций склона откоса;

– механизм и масштабность их проявления;

– инженерно - геологические изменения;

– нагрузки и воздействия на него;

– прогноз изменений инженерно – геологических условий в период строительства и эксплуатации сооружения комплекса.

СНиП 2.01.15-90 «Инженерная защита территорий зданий и сооружений от опасных геологических процессов».

Оползни скольжения. Характерны для склонов сложенных слоистыми породами с выраженной поверхностью скольжения, сложенной ослабленными породами и наклоненной в сторону смещения (прослойки талька в граните).

Причины нарушения устойчивости:

– подъем уровня грунтовых вод;

– возрастание фильтрационного давления на породы, расположенные выше поверхности смещения;

– уменьшение прочности породы по поверхности деформирования.

Оползни выдавливания. Возникают на склонах с близким горизонтальному залеганию слоев.

Когда в основании под относительно прочными породами залегают более слабые глинистые грунты, в которых под воздействием напряжений от веса вышележащей толщи пород зданий и сооружений разрушаются структуры связи и развивается ползучесть.

Оползни вязкопластические. Формируются на склонах, сложенных породами, прочность которых снижается при увлажнении или динамическом воздействии. Такие породы от воздействия веса, гидродинамического давления смещаются по кровли подстилающих, более прочных пород как вязкопластическое тело.

Сложные оползни. Представляют собой сочетание нескольких типов простых оползней.

Обвал – гравитационное движение пород вследствие потери прочности, выветривание происходит на крутом склоне, угол уклона которого больше угла естественного откоса, и характеризующиеся обрушением и опрокидыванием блоков пород.

Вывалы – отчленение отдельных блоков пород по трещинам вследствие потери прочности нарушения сцепления.

Осыпь – гравитационное перемещение, т.е. постепенное скатывание, скольжение и осыпание пород по склону, угол наклона которого больше или близок к углу естественного откоса.

Обвалы-оползни и оползни-обвалы – это отделение массива пород склона.

В первом случае начинается с обрушения и опрокидывания блока и заканчивается оползанием. А во втором случае первоначально оползневые смещения отдельных блоков переходит в обвал.