<<
>>

Обустройство территорий на локальных оползневых участках бассейновых геосистемах

Под оползневыми явлениями, как правило, понимают смещение в большем или меньшем объеме земляных масс под воздействием их собственного веса, а также нередко под дополнительным воздействием приложенных к ним тех или иных сил (естественного или антропогенного характера).

Оползни возникают в тех случаях, когда потерта устойчивость грунтов или горных пород на склонах. Тогда уменьшаются силы сцепления между мельчайшими частицами, и огромные массивы теряют свою прочность. Оползни всегда сопутствуют землетрясениям и часто захватывают обширные пространства. Они могут быть связаны и с деятельностью подземных вод, которые, смачивая контакты пластов или водо- насыщая их, предопределяют скольжение одного по другому вниз по склону. Склон начинает сползать, увлекая за собой травяную и древесную растительность и образуя так называемую «пьяную растительность» (рис. 5.27).

Самым крупным оползнем в нашей стране за последние 100 лет считается событие, происшедшее восемнадцатого февраля 1911 года на Памире — на территории бывшего Советского Союза. Оползень вызвало сильное землетрясение, после которого со склонов Музкольского хребта, с высоты пять тысяч метров над уровнем моря, сползло фантас-

Рис. 5.27. Смещение поверхности склона выше центрального теплопункта в г. Железноводске Кавминвод

тическое количество рыхлого материала — 2,2 миллиарда кубометров. Завален был кишлак Усой со всеми жителями, их имуществом и домашним скотом. Скальные породы перегородили долину реки Муграб. На четыре года прекратил течение реки огромный вал-запруда с поперечником в четыре-пять километров и высотой более семисот метров. Возникло новое озеро Памира — Сарезское, которое стало быстро расти и, в свою очередь, затопило кишлаки Сарез, Нисор-Дашт и Ирхт.

Общеизвестны оползни Крыма, Черноморского побережья Кавказа, Одессы, Киева, Новгородской и Ростовской областей, Поволжья и др.

Только в ЮФО РФ за последние 15—20 лет активизации оползневых процессов проявилась в зоне Кавминвод, Ростовской (рис. 5.28) и др. областях.

В зоне Кавминвод (гг. Железноводск, Пятигорск, Кисловодск) основной объем оползней обусловливается антропогенной деятельностью человечества, в число которых входят необоснованные планированные работы и подрядка склонов, расстройство и неудовлетворительная работа ливневой и канализационной сети в пределах этих городов

Рис. 5.28. Результат сползания откоса с лси/1ыми постройками в р-не х. Чумбур-Коса Ростовской области

и поселков, ненормированные поливы овощных и садовых участков на склонах без устройства дренажа и отвода сбросных вод и другие. В силу этих причин вместе с оползнем сползают здания котельных, детских садов, школ, общежитий и жилых массивов.

Оползни возникают на локальных участках бассейновых геосистем на территориях крупных, средних, малых городов и населенных пунктах, а также на береговых склонах рек. Они угрожают непрерывному и безопасному движению поездов и автомобильного транспорта, создают условия для неконтролируемого перекрытия рек, способствуют возникновению катастрофических паводков, препятствуют сельскохозяйственному освоению земельных угодий. ЗеАмли, расположенные ниже оползня, нередко заболачиваются. При оползнях происходи! интенсивный процесс выбытия земель из сельскохозяйственного оборота.

Оползни приурочены в основном к сильно расчлененному рельефу при наличии чередующихся водоносных и водоупорных пород. Обра зование их в естественных условиях зависит от климатических условий, геологического строения местности, гидрогеологических условий. Кроме этого, возникновению оползней нередко способствует деятельность человека: вызывающая снижение прочности пород по различным причинам, при их пререувлажнении, подтоплениями из водохранилищ; ливневыми и канализационными водами, а также ненормированными поливами на склонах; увеличением крутизны склонов или откосов при их подрезке дорогами, карьерами.

В отдельных случаях локальные оползни могут быть спровоцированы техническим состоянием железных дорог, вызывающих вибрацию грунтов при прохождении большегрузных товарных составов, а также некачественным выполнением строительных работ, связанных с противооползневыми мероприятиями по проектам, разработанным неспециализированными организациями.

Следовательно, оползни происходят из-за нарушения бассейнового соотношения сил , которые изменяются в результате природных эндогенных, экзогенных процессов и хозяйственной деятельности. Одни процессы изменяют внешнюю форму и размеры склона, другие — его внутреннее строение и свойства пород, третьи нарушают условия устойчивости, не изменяя свойств пород и внешнего вида склона. К первой группе таких процессов относятся: размыв подножья склона текущими водами и ударами волн; подрезка склона при устройстве выемок, канав, котлованов дноуглубительных работ и пр.; отсыпка насыпей на склоне; несбалансированные планировочные работы: движение грунтовых масс, в результате чего происходит перераспределение напряжений на склоне.

Ко второй группе относятся: выветривание, замерзание и оттаивание, образование трещин, химические процессы, размельчение породы при высыхании; увлажнение пород подземными, атхмосферными и хозяйственными водами; перемывание, перетирание и перемешивание грунта при переносе его мелкими струями воды, при земляных работах, осыпании, а также при движении оползней (образование оползневых накоплений), заболачивание и связанное с ним изменение свойств пород (заиление, обогащение органическими остатками и др.); суффозия, т. е. вымывание током воды мелких частиц и связанное с этим разрыхление пород, слагающих склон.

В третью группу входят: гидродинамическое давление воды, фильтрующей через тело оползня; гидростатическое давление воды, попадающей в трещины, пустоты и поры; динамические нагрузки на склон от землетрясений, взрывных работ при строительстве дорог и других сооружений, ударов волн, проходящих поездов; увеличение веса пород при увлажнен™.

Причины, по которым может начаться движение оползня, бывают естественные и антропогенные. Выявление прич™ движения оползня или потенциальной возможности схода очень важно, т. к. оно является основой для проектирования защитных мероприятий и разработки проекта производства работ по их строительству.

По характеру проявления оползни могут быть одиночные и групповые (рис. 5.29; 5.30). Выделяют следующие главные характеристики оползня: тело, линию скольжения, упорный вал. Чем быстрее образуется упорный вал, тем быстрее затухает оползневой процесс. Линия скольжения может образоваться в однородных грунтах и в местах контакта слоев грунта.

В зависимости от крутизны поверхности скольжения различают: очень пологие оползни (угол менее 5°), пологие (5-10°), крутые (15— 45°) и очень крутые (более 45°).

В зависимости от глубины залегания поверхности скольжения, выделяют поверхностные оползни (менее 1 м); мелкие (5 м); глубокие (до 20 м) и очень глубокие (более 20 м).

Кроме этого, оползни классифицируют по основным формам нарушения устойчивости и деформации склонов и откосов. При этом необходимо учитывать все наиболее важные формы, а также случаи, когда процессы развития оползней накладываются друг на друга и вид оползня значительно усложняется. Эта классификация наиболее удачно представлена Н. Н. Масловым в графическом изображении (рис.5.29) и в табличной форме (табл. 5.15).


В природе существуют несколько характерных типов оползней.

Обвалы происходят при внезапном обрушении откосов в полускаль- ных и скальных породах, если их крутизна чрезмерна и падение масс породы измеряется в огромных объемах.

Вывалы характеризуются падением с поверхности откоса отдельных камней и блоков породы, которые откололись от скального массива в результате образования трещин.

Обрушения со срезом является типичной формой оползня, в котом срез происходит по некоторой поверхности смещения части грунтовой толщи, слагающей массив склона и откоса.

Эта поверхность смещения называется поверхностью скольжения.

Рис. 5.30. Групповые оползни: № 1—5 — номер оползневого тела; — направление

движения оползня

Виды оползней (по А. А. Маслову)

Таблица 5.15

Форма нарушения устойчивости

Характер

деформации

Скорость

деформации

Характерная природная обстановка

Обвалы и вывалы

Падение и качение

Катастрофическая (до 3 м/сек)

Крутые обрывистые уступы в скалистых и полускалистых породах с широко развитой трещиноватостью

Обрушение со срезом и вращением

Перемещение массивов но поверхности скольжения с наименьшим запасом устойчивости и с некоторым поворотом вокруг горизонтальной оси

Вплоть до весьма

большой

(до 0,3 м/мин)

Преимущественно в однородной толще с прослойками при чрезмерной крутизне откоса

Окончание табл. 5.15

Форма нарушения устойчивости

Характер

деформации

Скорость

деформации

Характерная природная обстановка

Скольжение

(соскальзывание)

Сдвиг по плоскостям напластования, размолов, древних смещений

От самой малой вплоть до относительно большой (до 1,8 м/ч)

При ясно выраженной в толще коренных пород потенциальной поверхности скольжения с накло- I юм в сторону склона. При слоистом строении толщи, наличии пластовых трещин и при трансгрессивном или прислонном залегании. разломах, а также наличии грунтовых вод

Покровные оползни

Оползание покровных масс по неровной поверхности подстилающей толщи

От самой малой вплоть до относительно большой (до 1,5 м/сут)

Залегание обильно увлажняемых покровных масс с общим падением поверхности подстилающей толщи в сторону долины, котлована

Оплывы

Поверхностное оплывание переувлажняемых грунтовых масс

Вплоть до весьма

большой

(до 0,3 м/мин)

При резком переувлажнении и гидродинамическом воздействии на малосвязные фунты в поверхностной зоне

Скол при просянке

Опускание с боковым перемещением в результате увлечения перемещающимися грунтовыми массами

Вплоть до самой большой (до 0,3 м/ мин)

При наличии в толще размягченных глин, плывунных песков, резко просадочных лессовидных грунтов, выщелачивающихся пород, каменного льда

К оползням скольжения следует отнести оползни, вызванные смещением масс грунта, часто песка, подсыпаемых по наклонной поверхности склона или откоса без специальной обработки.

Покровные оползни связаны со смещением покровных образований обычно четвертичного возраста. В этом случае поверхность скольжения, секущая массив подстилающих пород, отсутствует. В роли этой поверхности обычно выступает кровля коренных пород, слагаемых толщу склона.

Рис. 5.31. Основные формы нарушения устойчивости и деформации склона: а — обеты и вывалы; б - обрушение со срезом и вращением; в - скольжение; г покровные оползни; д оплывы; е - скол при посадке

Оплывы часто происходят в природе и в строительной практике при вскрытии глубоких котлованов, в откосах дорожных выемок и каналов, в зонах выхода на поверхность грунтовых вод, а также при отливах на берегах морей, при спаде паводка на реках, при работе швартующихся на пристанях судов, работе зехчлечерпательных и землесосных агрегатов в песчаных, глинистых и лессовидных грунтах.

Особая форма нарушения устойчивости откосов и склонов, называемая сколом при просадке, возникает при возведении высоких насыпей на слабых грунтах, вскрытии глубоких выемок, сопровождающихся проявлением деформации дна выемокв виде пучения и выпора грунта. Выпор слабых грунтов из-под откосов выемок или насыпей неизбежно приводит к их обрушению и оползневым явлениям.

Условия и причины образования оползней весьма многообразны и обычно встречаются на практике в сложных сочетаниях и комбинациях.

На основе материалов изысканий и причин образования оползней принимают решения по их предупреждению. Различают два вида мероприятий: профилактические (пассивные) и инженерно-строительные (активные). К первой группе относят мероприятия, запрещающие:

подрезку оползневых склонов и устройство на них каких-либо выемок; подсыпку грунта на склонах и в пределах угрожающей зоны; строительство на склонах и в пределах угрожающей зоны каких- либо сооружений; проведение взрывных и горных работ вблизи оползневых участков; высокие скорости движения транспорта на дорогах в зоне оползня; строительство малых орошаемых участков (садовые и огородные участки) и распашку земли в пределах оползневого участка; сброс ливневых, талых и других вод в пределах границ оползня; уничтожение древесно-кустарниковой и травянистой растительности на склоне.

К инженерно-строительным мероприятиям по стабилизации оползневых участков относят: механическое удержание деформированных земляных масс в равновесном состоянии и искусственное их закрепление (применение подпорных и облицовочных стенок, каменных контрбанкетов, свай-шпо- нок, обжиг глинистого грунта, срезку головы оползня, уположение откосов, посадку деревьев на склонах и др.); мероприятия по предотвращению возможных утечек воды из существующей водопроводно-канализационной и оросительной сети; регулирование стока поверхностных (дождевых и талых) вод; защиту оползневых масс от размыва и подхмыва со стороны водотоков и водоемов; дренирование оползневых склонов (дренажные прорези — штольни, галереи, дренажи и пр.).

Состав и перечень противооползневых мероприятий достаточно широк (табл. 5.16) и включает в себя 10 групп и 7 классов. Каждая группа мероприятий имеет свою направленность и отличается сложностью и типом возводимых сооружений и проводимых мероприятий.

В состав десяти групп противооползневых мероприятий входят: мероприятия по обеспечению охранной обстановки; берегозащитные мероприятия и сооружения; водоотводные, осушительные и дренажные мероприятия и устройства; предупреждение мероприятия при производстве земляных работ; механическое крепление откосов; подпорные сооружения; покрытия противооползневые; противооползневое использование (закрепление) растительности; искусственные мероприятия по уплотнению и закреплению грунтов; обеспечение устойчивости возводимых сооружений.

Каждая группа мероприятий, в свою очередь, разбита еще на 3 класса (за исключением первой группы, разбитой на 7 классов), которые предусматривают определенные мероприятия и сооружения или ограничения по их выполнению. В частности первая группа предусматривает ограничения и требования по различным видам работ, которые могут проводится в пределах противооползневой зоны. В общей сложности для самой крупной первой группы мероприятий систематизированы 31 различных ограничений и требований, обязательных при проведении противооползневых мероприятий (табл. 5.16).

Для остальных групп мероприятий их классы отражают типы сооружений и устройств, в каких природных или искусственных условиях они возводятся, для каких случаев они выполняются, а также дается оценка возможной сферы их использования и предотвращения последствий.

II группа. Берегозащитные мероприятия и сооружения

Вид

Класс А

Класс Б

Класс В

На оврагах и малых водотоках

На средних и больших водотоках

На водоёмах (озеро, море)

1

Защитные покрытия (см. группу VII)

Защитные покрытия (см. группу VII)

Защитные покрытия (см. группу VII)

2

Отвод русел

Выправление русел

Защитные стенки

3

Лотки

Струенаправляющие устройства

Набережные

4

Быстротоки

Защитные стенки с бетонной опояской

Поперечные буны

5

Перепады (плотины- каскады)

Набережные

Продольные волноломы

6

-

Тетраподы

-

Классификация противооползневых мероприятий

I группа. Мероприятия по обеспечению безопасной обстановки на локальном оползневом участке территории

Виды

защитных

мероприя

тий

Класс А

Класс Б

Класс В

Класс Г

Класс Д

Класс Б

Ограничения по зелёному поясу

Ограничения пс строительству

Ограничения по земляным работам

Ограничения и требования в области водного хозяйства

Ограничения и требования по режиму омывающих водотоков

Ограничения в области динамических воздействий

1

Запрещение порубок леса

Ограничение строительства в плане (предельная черта застройки)

Запрещение сьёмов породы в пассивной зоне (искусственные выработки, выемки, котлованы, подсечки, углубления русел)

Периодическая планировка поверхности (заделки ям, трещин в породе и т. д.)

Ограничение в допустимом подъёме воды (затопление, взвешивание, замачивание)

Ограничение и полное запрещение работы транспорта и машин-возбудителей сотрясений

2

Запрещение

уничтожения

кустарника

По типу сооружения

Запрещение дополнительной загрузки в активной зоне (отвалы, подсыпки, насыпи и т.д.)

Содержание в порядке водоотводящих и осушительных устройств

Ограничение в допускаемой сработке уровней воды в водохранилище

Ограничение и полное запрещение применения взрывных работ

3

Запрещение

корчевания

По весу сооружений

Запрещение увеличения крутизны откосов

То же, канализационной сети

Ограничение в темпе сработки воды

-

4

Запрещение

уничтожения

Травяного

покрова

Предусматривается снос существующих сооружений

Запрещение вскрытия неустойчивых гори юнтов (плывуны, пластичные и разжиженные глины, вытекающие и выносящиеся пески)

Ограничение и полное запрещение спуска хозяйственных вод

Ограничение в подъеме уровня (как фактор разгрузки пассивной зоны)

-

5

Запрещение разработки участков под огороды

Замедление в темпе строительства

Замедление с выполнением пригрузочных работ

То же, поливов

группа. Водоотводные, осушительные и дренажные мероприятия

и устройства

Вид

Класс А

Класс Б

Класс В

Поверхностные устройства и мероприятия

Дренажные устройства

Изоляционные

мероприятия

1

Планировка

Дренаж трещин (с водо- выпуском и водопоглоще- нием)

Цсментапиошше

завесы

2

Заделка трещин (глиной, асфальтом, цементом, трамбованием и т. д.)

Прорези продольные с дренажем

Силикатизационные

завесы

3

Покрытия (см. группу VII)

Прорези поперечные

Битумш шзпровш п гыс завесы

4

Каптаж источников

Галереи продольные с выходом на откос

Глинизация

5

Обвалование

То же, с выходом в дренажные шахты

Мерзлотные пояса

6

Канавы нагорные

Г алереи поперечные с выходом на откос

7

Канавы осушительные

Дренажные шахты

8

Канавы водоотводные

Фауфильтры (дренажные скважины по линии штолен)

9

Лотки (асфальтированные, железобетонные, телескопические)

Поглощающие скважины и колодцы

--

10

-

Автоматические дренажные скважины (разгрузка напора)

-

11

-

Скважины грунтового водоотлива

--

12

-

Дренажные колодцы для ускорения консолидации

группа. Мероприятия по линии земляных работ

Вид

Класс А

Класс Б

Разгрузочные работы в активной зоне

Пригрузочные работы

1

Полный съем оползневых масс

Подсыпки (в пассивной зоне)

2

Срезка активных масс

Отвалы (в пассивной зоне)

3

Террасирование

Пригрузочный слой

4

Уноложение откоса

-

5

Общая планировка склона

группа Механическое крепление откоса

Вид

Класс А

Класс Ь

Столбы, сваи

Сгенки-прег рады (против течения и выжимания породы)

1

Столбы-шпонки (2-4 м)

Шпунтовые стенки

2

Сваи-шпонки (деревянные, железобетонные, забивные, набивные, наливные системы Маслова и т. д.)

Каменные, бетонные и железобетонные сваи

3

Ростверки

4

Сваи-шпильки

Инъекционные преграды (цементация и силикатизация)

5

Мерзлотные надолбы

Мерзлотные преграды

группа. Подпорные сооружения

Вид

Класс А

Класс Б

Класс В

Собственно подпорные стенки *

Контрфорсы-упоры

Направляющие стенки (для отводов оползающей массы)

1

Шпунтовые стенки(ме- таллические, деревянные)

Упоры из земли, песка

Шпунтовые стенки (металлические, деревянные)

2

Подпорные стенки (на сухой кладке, каменные, бетонные, железобетонные, из армированного грунт?»)

Упоры из каменной наброски (упорный пояс)

Собственно стенки (каменные, бетонные, железобетонные)

3

Сваи частоколом

Массивы-гиганты

-

4

Цилиндрические или много1ранные оболочки из сборного железобетона с заполнением грунтом или бетоном

--

--

5

Мерзлотные блоки

Упоры из каменной или бетонной кладки

-

группа. Покрытия

Вид

Класс А

Класс Б

Класс В

Прос тые покрытия

Усовершенствованные лёгкие покрытия

Усовершенствован! гые тяжёлые покрытия

1

Песчаные, гравелистые и галечниковые

Мостовые (одиночные и двойные)

Фашинные тюфяки

2

Покрытия из каменной наброски

Битумные покрытия и асфальтирование

Тяжёлые фашины

3

Противодинамические

покрытия

Шлакоглинобетонная

одежда

Бетонные плиты

VIII группа. Использование растительности

Вид

Класс А

Класс Б

Класс В

Покрытия травяным ковром, газоны

Посадка кустарников (лох, шиповник, жимолость, бобовник)

Облесение (вяз, дуб, клён, липа, лиственница)

1

Для кцциты от атмосферных агентов

Для зашиты от размыва текучими водами

В целях укрепления грунта корневой системой

2

-

Раз1рузочные швы

3

-

Компенсаторы деформации

<< | >>
Источник: под общ. ред. И. С. Румянцева. Природообустройство: территории бассейновых геосистем : Учебное пособие. 2010

Еще по теме Обустройство территорий на локальных оползневых участках бассейновых геосистемах:

  1. Обустройство территорий на локальных оползневых участках бассейновых геосистемах