Обзор мероприятий по стабилизации оползней

Если вероятность возникновения оползней велика, то осуществляются специальные мероприятия по защите от оползней. Они включают укрепление оползневых склонов берегов морей, рек и озер подпорными и волноотбойными стенками, набережными. Сползающие грунты укрепляют сваями, расположенными в шахматном порядке, проводят искусственное замораживание грунтов, высаживают растительность на склонах. Для стабилизации оползней в мокрых глинах проводят их предварительное осушение методами электроосмоса либо нагнетанием горячего воздуха в скважины. Крупные оползни можно предотвратить дренажными сооружениями, перекрывающими путь поверхностным и подземным водам к оползневому материалу. Поверхностные воды отводятся канавами, подземные — штольнями или горизонтальными скважинами. Несмотря на дороговизну этих мероприятий, их осуществление дешевле, чем ликвидация последствий произошедшей катастрофы.

Действующие оползни запрашивают применения противооползневых мероприятий. Выбор того или иного мероприятия или комплекса мероприятий зависит от причины, которая порождает данный оползень.

Противооползневые мероприятия

Борьба с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Для успешного применения противооползневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно — геологических изысканий для оценки фактической степени устойчивости склона. Эти изыскания выполняют согласно СНиП 11.02 — 96 и СП11.105 — 97. Установление природы возможных форм нарушения устойчивости склона и разработку рациональных расчетных схем. Ряд специалистов, отмечает, что для успешной реализации противооползневых мероприятий необходима разработка вопросов специальной стратегии и тактики.

К первым относят:

• Ш установление природы возможных форм нарушения устойчивости склона и разработку рациональных расчетных схем;
• Ш количественную оценку (иногда с некоторым приближением) степени устойчивости склона (определение коэффициента устойчивости — запаса);
• Ш выявление наиболее эффективных путей повышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;
• Ш проектирование откосов с наперед заданной степенью устойчивости.

Второе заключается в выборе в пределах наличных возможностей наиболее эффективных для конкретного случая противооползневых мероприятий и сооружений, не забывая при этом о преимуществах «превентивных» профилактических методов.

Противооползневые мероприятия подразделяются на два вида:

• Ш Активные (профилактические), способные воздействовать на основную причину оползня путем полного пересечения или некоторого ослабления ее действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида.
• Ш Пассивные (коренные), направленные на повышение значимости факторов сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например:
  • 1) Отвод поверхностных и грунтовых вод штольнями, канавами, колодцами;
  • 2) Укрепление склонов обжигами, буронабивными и бетонными сваями;
  • 3) Устройство подпорных стен;
  • 4) Террасирование и засев деревьями, кустарниками и травами.

Берегозащитные мероприятия и сооружения наводотока и водоемах у подножья склона включает отвод и выравнивания русел, устройство защитных покрытий, возведение лотков, быстротоков, перепадов стен — набережных.

Водоотводные осушительные и дренажные мероприятия и устройства делят на:

• — Работы на поверхности (планировка местности, заделка трещин, устройство покрытий);
• — Обустройство дренажей (продольные и поперечные прорези и галереи, дренажные шахты, поглощающие скважины и колодцы);
• — Выполнение изоляционных мероприятий (устройство различных инъекционных завес, глинизация, замораживание грунтов).

Землеустроительные мероприятия направления на:

• — Разгрузочные работы в активной зоне (полный съем оползневых масс, срезка активной части оползня, очистка скальных откосов, террасирование и уполаживание склона, общая планировка склона) и пригрузки в пассивной зоне (осыпка и отвал грунта);
• — Покрытие скальных склонов металлическими и геосинтетическими сетками;
• — Армирование поверхностей геосинтетическими материалами (сетками, ячеистыми каркасами и т. п.);
• — Устройства каменных ловушек.

Механическое крепление склона связано с устройством одиночных пришпиливающих элементов в виде свай различного типа, проходящих сквозь оползень в коренные породы или рядов в виде шпунтовых стенок, инъекционных и мерзлотных завес.

Подпорные сооружения предусматривается возводить в виде шпунтовых стенок, стен из свай — оболочек большого диаметра, а так же в виде упорных валов из грунта, каменной наброски, массивов — гигантов.

Покрытия предназначены для закрепления поверхности склона от воздействия ливневых и речных вод. Их выполняют из песчаных, гравелистых, галечных грунтов, каменной наброски, каменного мошения, шлакоглинобетона, асфальта и асфальтобетона, бетона и железобетона, геосинтетических пленок из армированного высококачественного полиэтилена. Для закрепления береговой зоны часто используют фашинные тюфяки.

Использование растительности направлено на закрепление и осушение склона. Здесь предусматривается сплошное травосеяние, посадка влаголюбивого кустарника, облесение склона (вяз, дуб, клен, липа, лиственница).

Искусственное укрепление и закрепление грунтов на склоне предусматривают проведение различных инъекций, замораживание грунтов, уплотнение электроосмосом.

Обеспечение устойчивости возводимых сооружений в зоне действий оползня преследует цель повышения безопасности и включает мероприятия:

• — Удаление не устойчивого массива на всю его мощность (до коренных неоползнеопасных пород);
• — Закладку глубоких фундаментов, опирающихся на устойчивые породы;
• — Устройство фундамента из буронабивных свай;
• — Использование каркасных конструкций;
• — Армирование крутых откосов геосинтетическими сетками и каркасами
• — Применение железобетонных поясов;
• — Устройство деформационных швов.

Забивка свай и шпунта.

Изобретение относится к строительству, к области стабилизации оползневых склонов и откосов. Способ стабилизации оползня включает заглубление в устойчивый грунт ряда свай. Буронабивные сваи забуривают горизонтально под углом друг к другу 90 градусов в два ряда друг над другом и в шахматном порядке на оползневом склоне или откосе. Технический результат состоит в обеспечении надежной стабилизации оползня, снижения материалоемкости, упрощения конструкции в целом и производства работ. Известны многочисленные способы устройства свайных конструкций, используемых для стабилизации оползней. Основной принцип этих способов заключается в том, что одна часть сваи размещается в неподвижном грунте, а другая часть — в оползающем грунте. Это может быть одиночная свая, один или несколько рядов свай, расположенных фронтально движению оползня.

В изобретении (пат. РФ № 1 206 386, МПК Е02D 5/30, 1986) вертикальный ствол сваи в наконечнике усилен ярусами консольных опорных пластин; в изобретении (пат. РФ № 1 418 420, МПК Е02D 29/02, 1988) для удержания слабых (мягкопластных) грунтов вертикальные стойки свай размещены в ряду попарно и снабжены в оползающих слабых грунтах вертикальными раскрывающимися под давлением грунта плитами, которые задерживают сползающий грунт.

Описанные выше изобретения и известные из литературных источников решения имеют следующие недостатки:

• 1. Во всех рассмотренных способах основным конструктивным элементом является вертикальная свая, нижний конец которой размещается в устойчивом грунте, верхний — в сползающем. Свая удерживает сползающий грунт лобовым сечением, воспринимая действующий момент, а нижний конец сваи передает противоположный момент на устойчивый грунт, заставляя его работать на срез. Расстояние между сваями не должно превышать трех диаметров, чтобы грунт не продавливался между сваями. Таким образом, количество свай должно быть большим, чтобы они образовывали свайную стенку. Сваи должны армироваться, так как они работают на изгиб. Требуется большой расход бетона и металла.
• 2. Самораскрывающиеся вертикальные поворачивающие плиты (окрылки) в сползающем грунте и другие специальные дополнительные удерживающие грунт устройства увеличивают расхода металла, требуют проходку шурфов для их установки, сложны в изготовлении и в работе.
• 3. Наклонные сваи перпендикулярны фронту оползня, они обычно являются анкерами для вертикальных свай, они их усиливают, но не уменьшают количество в ряду, иногда они применяются без вертикальных свай.

Техническим результатом изобретения является уменьшение общего количества свай (свайного строительного материала — бетон, металл) с охватом большего объема сползающегося грунта, упрощение конструкции в целом и упрощение производства работ при обеспечении надежной стабилизации оползня. Технический результат достигается тем, в способе стабилизации оползня, включающем заглубление в устойчивый грунт ряда свай, согласно изобретению, буронабивные сваи забуриваются горизонтально под углом друг к другу 90 градусов в два ряда друг над другом и в шахматном порядке на оползневом склоне или откосе.