Оползни

Оползни – это резкое смещение горных пород, при котором перемещающиеся массы отделены от монолитного основания видимой поверхностью скольжения. Оползни приурочены к крутым склонам оврагов, балок, речных долин. Они возникают в результате природных или антропогенных процессов, которые нарушают устойчивость склона. К таким процессам относятся: землетрясения, дожди, строительные работы. Подвижка земляных масс происходит, если сила связности грунтов или горных пород становятся меньше силы тяжести, то вся масса приходит в движение. Земляные массы могут оползать по склонам с едва заметной скоростью несколько миллиметров в год. Такие смещения называют медленными. В других случаях скорость смещения продуктов выветривания оказывается более высокой до нескольких метров в сутки. Оползни могут разрушать жилища и подвергать опасности целые населённые пункты. Они угрожают сельскохозяйственным угодьям, губят и затрудняют их обработку, создают опасность при эксплуатации карьеров и добыче полезных ископаемых, повреждают коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электрические сети; угрожают водохозяйственным сооружениям, главным образом плотинам. Кроме того, они могут перегородить долину, образовывать временные озёра и способствовать наводнениям, порождать значительные волны в озёрах и заливах.

Табл.10.10

Классификация опасности оползней

Показатели	Классы
катастрофические	весьма опасные	опасные	умеренно опасные
Площадь, км^2	1 - 2	1 - 0,5	0,01 - 0,5	< 0,01
Объем захваченных пород, млн. м^3	10 - 20	5 - 10	0,001 - 5	< 0,001
Скорость смещения, м/c	£ 5	£ 2	1 - 2	1 - 5

Рис. 10.21 Схематическое изображение оползня.

Оползание массы грунтов (тело оползня) происходит по поверхности скольжения (рис.10.21). Это может произойти в рыхлых, слабо связных породах, которые на локальном участке теряют свою устойчивость, и значительные горные массы крупными блоками начинают смещаться вниз по склону. Оползневое движение связано с наличием грунтовых вод. Их наличие – необходимое условие оползания. Однако не грунтовые воды служат причиной оползня.

Условиями, благоприятствующими образованию оползней, являются:

· наличие крутых склонов с углом наклона более 25º. Оползни редко отмечаются на склонах крутизной менее 10-12°, а при уклоне 15° оползни возникаю только при определенном сочетании геологических и гидрогеологических условиях, основными из которых являются уклон и высота склона, водонасыщенность. При крутизне более 25° склоны из слабосвязных грунтов, как правило, не устойчивы;

· наличие под водопроницаемыми пластами водоупорной толщи, вызывающей образование на ее границе водоносного слоя;

· выпадение осадков, обеспечивающих насыщение грунта водой;

· наличие пород, пластичность которых увеличивается при переувлажнении, таких как глина или мел. Прочность мела при переувлажнении падает в 600 — 700 раз;

· наклон водоупорной породы в сторону возможного сдвига. Водоупорная толща способствует формированию водоносного горизонта. Грунт водоупора размягчается и становится «скользким». По его поверхности и происходит сдвижка оползня.

Размеры оползней сильно варьируют составляющих от нескольких десятков кубометров до тысяч кубометров породы.

Противооползневые мероприятия включат как предупредительные, так и инженерно-технические.

Предупредительные:

· мониторинг на оползнеопасной территории:

· ограничение хозяйственной деятельности на оползнеопасном склоне направленной на то чтобы избегать увеличения нагрузки на склоны;

· ограничение хозяйственной деятельности на территории возможного схода оползня.

При проведении мониторинга, на основе обследования территории и расчетным путем, выявляются оползнеопасные участки. Обследование позволяет (на основе характерных признаков, таких как: образование трещин, высачивание воды на склоне наклон деревьев и др.), выявить оползневые подвижки земляных масс и оценить размеры оползня. Выявить оползень можно расчетным путем. Для этого, методом круглоцилиндрических поверхностей, делается проверка устойчивости склона, на основе расчета коэффициента устойчивости (Ку). Коэффициент устойчивости представляет отношение моментов сил удерживающих грунтовые массы от оползания (SМуд), к моментам сдвигающих сил S(Мсд). Если значение коэффициента дольше критического (Ккр.=1.1…1.25), то опасности оползня нет:

Ку = SМуд / S(Мсд. Ку³ К кр (10.25)

Сдвигающая сила (f) является результатом действия: составляющей силы тяжести (Gsina) и касательного напряжения (t), которое в свою очередь так же определяется составляющей силы тяжести (Gcosa), силы сцепления (С) частиц грунта и порового давления (Р).

f = F - t t = y(G, P, С)

Рис.10.22 Схема действия сил на тело оползня.

На склоне выделяются несколько расчетных створов, для которых определяются круглоцилиндрические поверхности скольжения (с центром в точке О) для которых не выполняется условие (10.19). Это позволяет определить граничные точки а-ц, б-ж, в-з, г-е, что позволяет на плане выделить тело оползня.

Рис.10.23 Схема выделения границ тела оползня.

Инженерно-технические противооползневые мероприятия.

1. Обезвоживание оползней путем устройства открытого или закрытого дренажа. Наличие подземного водоносного горизонта и повышенная влажность грунтов снижает силу сцепления частиц грунта, приводя к уменьшению касательного напряжения (t), противодействующего сдвигу. Осушение с помощью вертикального или горизонтального дренажа позволяет понизить уровень подземных вод и повысить тем самым устойчивость откоса. В случае сезонного увеличения влажности и образования верховодки устраивается ограждающая сеть открытого или закрытого горизонтального дренажа для перехвата поверхностного стока.

2. Изменение крутизны склонов

· террасирование (в этом случае уменьшается средний уклон склона).

Террасирование оползнеопасного склона

· устройство подпорных сооружений (железобетонных, грунтово-каменных, армированных, армированных).

Рис. 10.24 Массивная железо-бетонная подпорная стенка

3. Закрепление склона при помощи буронабивных скважин. В теле оползня бурят скважины, проходящие через тело оползня в устойчивый грунт. В скважины опускают бетонные сваи и забивают их в грунт. Таким образом, тело оползня как бы «прибивают» к устойчивому грунту.

Рис.10.25 Стабилизация откоса

грунтобетонными "шпонками"

по поверхности скольжения

(ООО Центр гидроизоляции и

защитных покрытий).

4. Изменение свойств грунта. Искусственное целенаправленное преобразование строительных свойств грунта путем нагнетания скрепляющих растворов. Изменение свойств грунта повышает их механическую прочность, устойчивость и водопроницаемость дисперсных грунтов и осуществляется следующими способами:

· Цементация - нагнетание растворов на основе цемента.

· Силикатизация – нагнетание растворов на основе силиката натрия.

· Смолизация – нагнетание растворов на основе карбамидных смол.

Тело оползня

Инъекционные скважины

Закрепленный грунт

Рис.10.26 Схема инъекционного закрепления грунтов.

Дата добавления: 2015-07-16